Merge with /pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6.git
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts - 
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/config.h>
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/seq_file.h>
98 #include        <linux/notifier.h>
99 #include        <linux/kallsyms.h>
100 #include        <linux/cpu.h>
101 #include        <linux/sysctl.h>
102 #include        <linux/module.h>
103 #include        <linux/rcupdate.h>
104 #include        <linux/string.h>
105 #include        <linux/nodemask.h>
106 #include        <linux/mempolicy.h>
107 #include        <linux/mutex.h>
108
109 #include        <asm/uaccess.h>
110 #include        <asm/cacheflush.h>
111 #include        <asm/tlbflush.h>
112 #include        <asm/page.h>
113
114 /*
115  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
116  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
117  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
118  *
119  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
120  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
121  *
122  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
123  */
124
125 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
126 #define DEBUG           1
127 #define STATS           1
128 #define FORCED_DEBUG    1
129 #else
130 #define DEBUG           0
131 #define STATS           0
132 #define FORCED_DEBUG    0
133 #endif
134
135 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
136 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
137
138 #ifndef cache_line_size
139 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
140 #endif
141
142 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
143 /*
144  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
145  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
146  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
147  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
148  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
149  * Note that this flag disables some debug features.
150  */
151 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
152 #endif
153
154 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
155 /*
156  * Enforce a minimum alignment for all caches.
157  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
158  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
159  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
160  * some debug features.
161  */
162 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
163 #endif
164
165 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
166 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
167 #endif
168
169 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
170 #if DEBUG
171 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
172                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
173                          SLAB_NO_REAP | SLAB_CACHE_DMA | \
174                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
175                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
176                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
177 #else
178 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_REAP | \
179                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
180                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
181                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
182 #endif
183
184 /*
185  * kmem_bufctl_t:
186  *
187  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
188  * linked offsets.
189  *
190  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
191  * slab an object belongs to.
192  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
193  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
194  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
195  * that does not use off-slab slabs.
196  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
197  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
198  * to have too many per slab.
199  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
200  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
201  */
202
203 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
204 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
205 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
206 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
207
208 /* Max number of objs-per-slab for caches which use off-slab slabs.
209  * Needed to avoid a possible looping condition in cache_grow().
210  */
211 static unsigned long offslab_limit;
212
213 /*
214  * struct slab
215  *
216  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
217  * for a slab, or allocated from an general cache.
218  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
219  */
220 struct slab {
221         struct list_head list;
222         unsigned long colouroff;
223         void *s_mem;            /* including colour offset */
224         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
225         kmem_bufctl_t free;
226         unsigned short nodeid;
227 };
228
229 /*
230  * struct slab_rcu
231  *
232  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
233  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
234  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
235  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
236  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
237  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
238  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
239  *
240  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
241  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
242  *
243  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
244  */
245 struct slab_rcu {
246         struct rcu_head head;
247         struct kmem_cache *cachep;
248         void *addr;
249 };
250
251 /*
252  * struct array_cache
253  *
254  * Purpose:
255  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
256  * - reduce the number of linked list operations
257  * - reduce spinlock operations
258  *
259  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
260  * footprint.
261  *
262  */
263 struct array_cache {
264         unsigned int avail;
265         unsigned int limit;
266         unsigned int batchcount;
267         unsigned int touched;
268         spinlock_t lock;
269         void *entry[0];         /*
270                                  * Must have this definition in here for the proper
271                                  * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
272                                  * the entries.
273                                  * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
274                                  */
275 };
276
277 /* bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore,
278  * but the cpuarrays are allocated from the generic caches...
279  */
280 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
281 struct arraycache_init {
282         struct array_cache cache;
283         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
284 };
285
286 /*
287  * The slab lists for all objects.
288  */
289 struct kmem_list3 {
290         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
291         struct list_head slabs_full;
292         struct list_head slabs_free;
293         unsigned long free_objects;
294         unsigned long next_reap;
295         int free_touched;
296         unsigned int free_limit;
297         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
298         spinlock_t list_lock;
299         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
300         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
301 };
302
303 /*
304  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
305  */
306 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
307 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
308 #define CACHE_CACHE 0
309 #define SIZE_AC 1
310 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
311
312 /*
313  * This function must be completely optimized away if
314  * a constant is passed to it. Mostly the same as
315  * what is in linux/slab.h except it returns an
316  * index.
317  */
318 static __always_inline int index_of(const size_t size)
319 {
320         extern void __bad_size(void);
321
322         if (__builtin_constant_p(size)) {
323                 int i = 0;
324
325 #define CACHE(x) \
326         if (size <=x) \
327                 return i; \
328         else \
329                 i++;
330 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
331 #undef CACHE
332                 __bad_size();
333         } else
334                 __bad_size();
335         return 0;
336 }
337
338 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
339 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
340
341 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
342 {
343         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
344         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
345         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
346         parent->shared = NULL;
347         parent->alien = NULL;
348         parent->colour_next = 0;
349         spin_lock_init(&parent->list_lock);
350         parent->free_objects = 0;
351         parent->free_touched = 0;
352 }
353
354 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)  \
355         do {    \
356                 INIT_LIST_HEAD(listp);          \
357                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
358         } while (0)
359
360 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                     \
361         do {                                    \
362         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
363         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
364         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
365         } while (0)
366
367 /*
368  * struct kmem_cache
369  *
370  * manages a cache.
371  */
372
373 struct kmem_cache {
374 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
375         struct array_cache *array[NR_CPUS];
376         unsigned int batchcount;
377         unsigned int limit;
378         unsigned int shared;
379         unsigned int buffer_size;
380 /* 2) touched by every alloc & free from the backend */
381         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
382         unsigned int flags;     /* constant flags */
383         unsigned int num;       /* # of objs per slab */
384         spinlock_t spinlock;
385
386 /* 3) cache_grow/shrink */
387         /* order of pgs per slab (2^n) */
388         unsigned int gfporder;
389
390         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
391         gfp_t gfpflags;
392
393         size_t colour;          /* cache colouring range */
394         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
395         struct kmem_cache *slabp_cache;
396         unsigned int slab_size;
397         unsigned int dflags;    /* dynamic flags */
398
399         /* constructor func */
400         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
401
402         /* de-constructor func */
403         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
404
405 /* 4) cache creation/removal */
406         const char *name;
407         struct list_head next;
408
409 /* 5) statistics */
410 #if STATS
411         unsigned long num_active;
412         unsigned long num_allocations;
413         unsigned long high_mark;
414         unsigned long grown;
415         unsigned long reaped;
416         unsigned long errors;
417         unsigned long max_freeable;
418         unsigned long node_allocs;
419         unsigned long node_frees;
420         atomic_t allochit;
421         atomic_t allocmiss;
422         atomic_t freehit;
423         atomic_t freemiss;
424 #endif
425 #if DEBUG
426         /*
427          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
428          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
429          * object size including these internal fields, the following two
430          * variables contain the offset to the user object and its size.
431          */
432         int obj_offset;
433         int obj_size;
434 #endif
435 };
436
437 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
438 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
439
440 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
441 /* Optimization question: fewer reaps means less 
442  * probability for unnessary cpucache drain/refill cycles.
443  *
444  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
445  * which could lock up otherwise freeable slabs.
446  */
447 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
448 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
449
450 #if STATS
451 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
452 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
453 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
454 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
455 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
456 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { if ((x)->num_active > (x)->high_mark) \
457                                         (x)->high_mark = (x)->num_active; \
458                                 } while (0)
459 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
460 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
461 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
462 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
463                                 do { if ((x)->max_freeable < i) \
464                                         (x)->max_freeable = i; \
465                                 } while (0)
466
467 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
468 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
469 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
470 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
471 #else
472 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
473 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
474 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
475 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
476 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
477 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
478 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
479 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
480 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
481 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
482                                 do { } while (0)
483
484 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
485 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
486 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
487 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
488 #endif
489
490 #if DEBUG
491 /* Magic nums for obj red zoning.
492  * Placed in the first word before and the first word after an obj.
493  */
494 #define RED_INACTIVE    0x5A2CF071UL    /* when obj is inactive */
495 #define RED_ACTIVE      0x170FC2A5UL    /* when obj is active */
496
497 /* ...and for poisoning */
498 #define POISON_INUSE    0x5a    /* for use-uninitialised poisoning */
499 #define POISON_FREE     0x6b    /* for use-after-free poisoning */
500 #define POISON_END      0xa5    /* end-byte of poisoning */
501
502 /* memory layout of objects:
503  * 0            : objp
504  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
505  *              the end of an object is aligned with the end of the real
506  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
507  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
508  *              redzone word.
509  * cachep->obj_offset: The real object.
510  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
511  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address [BYTES_PER_WORD long]
512  */
513 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
514 {
515         return cachep->obj_offset;
516 }
517
518 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
519 {
520         return cachep->obj_size;
521 }
522
523 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
524 {
525         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
526         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
527 }
528
529 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
530 {
531         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
532         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
533                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
534                                          2 * BYTES_PER_WORD);
535         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
536 }
537
538 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
539 {
540         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
541         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
542 }
543
544 #else
545
546 #define obj_offset(x)                   0
547 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
548 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
549 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
550 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
551
552 #endif
553
554 /*
555  * Maximum size of an obj (in 2^order pages)
556  * and absolute limit for the gfp order.
557  */
558 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
559 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
560 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
561 #elif defined(CONFIG_MMU)
562 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
563 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
564 #else
565 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
566 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
567 #endif
568
569 /*
570  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
571  */
572 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
573 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
574 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
575
576 /* Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the
577  * global 'mem_map'. These are used to find the slab an obj belongs to.
578  * With kfree(), these are used to find the cache which an obj belongs to.
579  */
580 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
581 {
582         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
583 }
584
585 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
586 {
587         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
588 }
589
590 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
591 {
592         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
593 }
594
595 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
596 {
597         return (struct slab *)page->lru.prev;
598 }
599
600 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
601 {
602         struct page *page = virt_to_page(obj);
603         return page_get_cache(page);
604 }
605
606 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
607 {
608         struct page *page = virt_to_page(obj);
609         return page_get_slab(page);
610 }
611
612 /* These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes. */
613 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
614 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
615 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
616         CACHE(ULONG_MAX)
617 #undef CACHE
618 };
619 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
620
621 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
622 struct cache_names {
623         char *name;
624         char *name_dma;
625 };
626
627 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
628 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
629 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
630         {NULL,}
631 #undef CACHE
632 };
633
634 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
635     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
636 static struct arraycache_init initarray_generic =
637     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
638
639 /* internal cache of cache description objs */
640 static struct kmem_cache cache_cache = {
641         .batchcount = 1,
642         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
643         .shared = 1,
644         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
645         .flags = SLAB_NO_REAP,
646         .spinlock = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
647         .name = "kmem_cache",
648 #if DEBUG
649         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
650 #endif
651 };
652
653 /* Guard access to the cache-chain. */
654 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
655 static struct list_head cache_chain;
656
657 /*
658  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many
659  * slab-allocated pages are possibly freeable under pressure
660  *
661  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
662  */
663 atomic_t slab_reclaim_pages;
664
665 /*
666  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
667  * until the general caches are up.
668  */
669 static enum {
670         NONE,
671         PARTIAL_AC,
672         PARTIAL_L3,
673         FULL
674 } g_cpucache_up;
675
676 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
677
678 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len, int node);
679 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
680 static void cache_reap(void *unused);
681 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node);
682
683 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
684 {
685         return cachep->array[smp_processor_id()];
686 }
687
688 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
689 {
690         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
691
692 #if DEBUG
693         /* This happens if someone tries to call
694          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
695          * the generic caches are initialized.
696          */
697         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
698 #endif
699         while (size > csizep->cs_size)
700                 csizep++;
701
702         /*
703          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
704          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
705          * for large kmalloc calls required.
706          */
707         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
708                 return csizep->cs_dmacachep;
709         return csizep->cs_cachep;
710 }
711
712 struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
713 {
714         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
715 }
716 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
717
718 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
719 {
720         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
721 }
722
723 /* Calculate the number of objects and left-over bytes for a given
724    buffer size. */
725 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
726                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
727                            unsigned int *num)
728 {
729         int nr_objs;
730         size_t mgmt_size;
731         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
732
733         /*
734          * The slab management structure can be either off the slab or
735          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
736          * slab is used for:
737          *
738          * - The struct slab
739          * - One kmem_bufctl_t for each object
740          * - Padding to respect alignment of @align
741          * - @buffer_size bytes for each object
742          *
743          * If the slab management structure is off the slab, then the
744          * alignment will already be calculated into the size. Because
745          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
746          * correct alignment when allocated.
747          */
748         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
749                 mgmt_size = 0;
750                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
751
752                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
753                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
754         } else {
755                 /*
756                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
757                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
758                  * least @align. In the worst case, this result will
759                  * be one greater than the number of objects that fit
760                  * into the memory allocation when taking the padding
761                  * into account.
762                  */
763                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
764                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
765
766                 /*
767                  * This calculated number will be either the right
768                  * amount, or one greater than what we want.
769                  */
770                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
771                        > slab_size)
772                         nr_objs--;
773
774                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
775                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
776
777                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
778         }
779         *num = nr_objs;
780         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
781 }
782
783 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
784
785 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep, char *msg)
786 {
787         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
788                function, cachep->name, msg);
789         dump_stack();
790 }
791
792 #ifdef CONFIG_NUMA
793 /*
794  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
795  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
796  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
797  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
798  */
799 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
800
801 static void init_reap_node(int cpu)
802 {
803         int node;
804
805         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
806         if (node == MAX_NUMNODES)
807                 node = 0;
808
809         __get_cpu_var(reap_node) = node;
810 }
811
812 static void next_reap_node(void)
813 {
814         int node = __get_cpu_var(reap_node);
815
816         /*
817          * Also drain per cpu pages on remote zones
818          */
819         if (node != numa_node_id())
820                 drain_node_pages(node);
821
822         node = next_node(node, node_online_map);
823         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
824                 node = first_node(node_online_map);
825         __get_cpu_var(reap_node) = node;
826 }
827
828 #else
829 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
830 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
831 #endif
832
833 /*
834  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
835  * via the workqueue/eventd.
836  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
837  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
838  * lock.
839  */
840 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
841 {
842         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
843
844         /*
845          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
846          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
847          * at that time.
848          */
849         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
850                 init_reap_node(cpu);
851                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
852                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
853         }
854 }
855
856 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
857                                             int batchcount)
858 {
859         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
860         struct array_cache *nc = NULL;
861
862         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
863         if (nc) {
864                 nc->avail = 0;
865                 nc->limit = entries;
866                 nc->batchcount = batchcount;
867                 nc->touched = 0;
868                 spin_lock_init(&nc->lock);
869         }
870         return nc;
871 }
872
873 #ifdef CONFIG_NUMA
874 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
875
876 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
877 {
878         struct array_cache **ac_ptr;
879         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
880         int i;
881
882         if (limit > 1)
883                 limit = 12;
884         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
885         if (ac_ptr) {
886                 for_each_node(i) {
887                         if (i == node || !node_online(i)) {
888                                 ac_ptr[i] = NULL;
889                                 continue;
890                         }
891                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
892                         if (!ac_ptr[i]) {
893                                 for (i--; i <= 0; i--)
894                                         kfree(ac_ptr[i]);
895                                 kfree(ac_ptr);
896                                 return NULL;
897                         }
898                 }
899         }
900         return ac_ptr;
901 }
902
903 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
904 {
905         int i;
906
907         if (!ac_ptr)
908                 return;
909
910         for_each_node(i)
911             kfree(ac_ptr[i]);
912
913         kfree(ac_ptr);
914 }
915
916 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
917                                 struct array_cache *ac, int node)
918 {
919         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
920
921         if (ac->avail) {
922                 spin_lock(&rl3->list_lock);
923                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
924                 ac->avail = 0;
925                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
926         }
927 }
928
929 /*
930  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
931  */
932 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
933 {
934         int node = __get_cpu_var(reap_node);
935
936         if (l3->alien) {
937                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
938                 if (ac && ac->avail) {
939                         spin_lock_irq(&ac->lock);
940                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
941                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
942                 }
943         }
944 }
945
946 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache **alien)
947 {
948         int i = 0;
949         struct array_cache *ac;
950         unsigned long flags;
951
952         for_each_online_node(i) {
953                 ac = alien[i];
954                 if (ac) {
955                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
956                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
957                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
958                 }
959         }
960 }
961 #else
962
963 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
964 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
965
966 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
967 {
968         return (struct array_cache **) 0x01020304ul;
969 }
970
971 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
972 {
973 }
974
975 #endif
976
977 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
978                                     unsigned long action, void *hcpu)
979 {
980         long cpu = (long)hcpu;
981         struct kmem_cache *cachep;
982         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
983         int node = cpu_to_node(cpu);
984         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
985
986         switch (action) {
987         case CPU_UP_PREPARE:
988                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
989                 /* we need to do this right in the beginning since
990                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
991                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
992                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
993                  */
994
995                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
996                         /* setup the size64 kmemlist for cpu before we can
997                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
998                          * node has not already allocated this
999                          */
1000                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1001                                 if (!(l3 = kmalloc_node(memsize,
1002                                                         GFP_KERNEL, node)))
1003                                         goto bad;
1004                                 kmem_list3_init(l3);
1005                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1006                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1007
1008                                 /*
1009                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1010                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1011                                  * protection here.
1012                                  */
1013                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1014                         }
1015
1016                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1017                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1018                             (1 + nr_cpus_node(node)) *
1019                             cachep->batchcount + cachep->num;
1020                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1021                 }
1022
1023                 /* Now we can go ahead with allocating the shared array's
1024                    & array cache's */
1025                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1026                         struct array_cache *nc;
1027                         struct array_cache *shared;
1028                         struct array_cache **alien;
1029
1030                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1031                                                 cachep->batchcount);
1032                         if (!nc)
1033                                 goto bad;
1034                         shared = alloc_arraycache(node,
1035                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1036                                         0xbaadf00d);
1037                         if (!shared)
1038                                 goto bad;
1039
1040                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1041                         if (!alien)
1042                                 goto bad;
1043                         cachep->array[cpu] = nc;
1044
1045                         l3 = cachep->nodelists[node];
1046                         BUG_ON(!l3);
1047
1048                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1049                         if (!l3->shared) {
1050                                 /*
1051                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1052                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1053                                  */
1054                                 l3->shared = shared;
1055                                 shared = NULL;
1056                         }
1057 #ifdef CONFIG_NUMA
1058                         if (!l3->alien) {
1059                                 l3->alien = alien;
1060                                 alien = NULL;
1061                         }
1062 #endif
1063                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1064
1065                         kfree(shared);
1066                         free_alien_cache(alien);
1067                 }
1068                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1069                 break;
1070         case CPU_ONLINE:
1071                 start_cpu_timer(cpu);
1072                 break;
1073 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1074         case CPU_DEAD:
1075                 /*
1076                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1077                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1078                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1079                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1080                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1081                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1082                  */
1083                 /* fall thru */
1084         case CPU_UP_CANCELED:
1085                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1086
1087                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1088                         struct array_cache *nc;
1089                         struct array_cache *shared;
1090                         struct array_cache **alien;
1091                         cpumask_t mask;
1092
1093                         mask = node_to_cpumask(node);
1094                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1095                         nc = cachep->array[cpu];
1096                         cachep->array[cpu] = NULL;
1097                         l3 = cachep->nodelists[node];
1098
1099                         if (!l3)
1100                                 goto free_array_cache;
1101
1102                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1103
1104                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1105                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1106                         if (nc)
1107                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1108
1109                         if (!cpus_empty(mask)) {
1110                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1111                                 goto free_array_cache;
1112                         }
1113
1114                         shared = l3->shared;
1115                         if (shared) {
1116                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1117                                            l3->shared->avail, node);
1118                                 l3->shared = NULL;
1119                         }
1120
1121                         alien = l3->alien;
1122                         l3->alien = NULL;
1123
1124                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1125
1126                         kfree(shared);
1127                         if (alien) {
1128                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1129                                 free_alien_cache(alien);
1130                         }
1131 free_array_cache:
1132                         kfree(nc);
1133                 }
1134                 /*
1135                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1136                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1137                  * shrink each nodelist to its limit.
1138                  */
1139                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1140                         l3 = cachep->nodelists[node];
1141                         if (!l3)
1142                                 continue;
1143                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1144                         /* free slabs belonging to this node */
1145                         __node_shrink(cachep, node);
1146                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1147                 }
1148                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1149                 break;
1150 #endif
1151         }
1152         return NOTIFY_OK;
1153       bad:
1154         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1155         return NOTIFY_BAD;
1156 }
1157
1158 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
1159
1160 /*
1161  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1162  */
1163 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list, int nodeid)
1164 {
1165         struct kmem_list3 *ptr;
1166
1167         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1168         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1169         BUG_ON(!ptr);
1170
1171         local_irq_disable();
1172         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1173         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1174         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1175         local_irq_enable();
1176 }
1177
1178 /* Initialisation.
1179  * Called after the gfp() functions have been enabled, and before smp_init().
1180  */
1181 void __init kmem_cache_init(void)
1182 {
1183         size_t left_over;
1184         struct cache_sizes *sizes;
1185         struct cache_names *names;
1186         int i;
1187         int order;
1188
1189         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1190                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1191                 if (i < MAX_NUMNODES)
1192                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1193         }
1194
1195         /*
1196          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1197          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1198          */
1199         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1200                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1201
1202         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1203          * from caches that do not exist yet:
1204          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct kmem_cache
1205          *    structures of all caches, except cache_cache itself: cache_cache
1206          *    is statically allocated.
1207          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1208          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1209          *    array at the end of the bootstrap.
1210          * 2) Create the first kmalloc cache.
1211          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1212          *    An __init data area is used for the head array.
1213          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1214          *    head arrays.
1215          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1216          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1217          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1218          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1219          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1220          */
1221
1222         /* 1) create the cache_cache */
1223         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1224         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1225         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1226         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1227         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1228
1229         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size, cache_line_size());
1230
1231         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1232                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1233                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1234                 if (cache_cache.num)
1235                         break;
1236         }
1237         if (!cache_cache.num)
1238                 BUG();
1239         cache_cache.gfporder = order;
1240         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1241         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1242                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1243
1244         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1245         sizes = malloc_sizes;
1246         names = cache_names;
1247
1248         /* Initialize the caches that provide memory for the array cache
1249          * and the kmem_list3 structures first.
1250          * Without this, further allocations will bug
1251          */
1252
1253         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1254                                                       sizes[INDEX_AC].cs_size,
1255                                                       ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1256                                                       (ARCH_KMALLOC_FLAGS |
1257                                                        SLAB_PANIC), NULL, NULL);
1258
1259         if (INDEX_AC != INDEX_L3)
1260                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1261                     kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1262                                       sizes[INDEX_L3].cs_size,
1263                                       ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1264                                       (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_PANIC), NULL,
1265                                       NULL);
1266
1267         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1268                 /*
1269                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1270                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1271                  * eliminates "false sharing".
1272                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1273                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1274                  */
1275                 if (!sizes->cs_cachep)
1276                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1277                                                              sizes->cs_size,
1278                                                              ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1279                                                              (ARCH_KMALLOC_FLAGS
1280                                                               | SLAB_PANIC),
1281                                                              NULL, NULL);
1282
1283                 /* Inc off-slab bufctl limit until the ceiling is hit. */
1284                 if (!(OFF_SLAB(sizes->cs_cachep))) {
1285                         offslab_limit = sizes->cs_size - sizeof(struct slab);
1286                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1287                 }
1288
1289                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1290                                                         sizes->cs_size,
1291                                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1292                                                         (ARCH_KMALLOC_FLAGS |
1293                                                          SLAB_CACHE_DMA |
1294                                                          SLAB_PANIC), NULL,
1295                                                         NULL);
1296
1297                 sizes++;
1298                 names++;
1299         }
1300         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1301         {
1302                 void *ptr;
1303
1304                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1305
1306                 local_irq_disable();
1307                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1308                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1309                        sizeof(struct arraycache_init));
1310                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1311                 local_irq_enable();
1312
1313                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1314
1315                 local_irq_disable();
1316                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1317                        != &initarray_generic.cache);
1318                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1319                        sizeof(struct arraycache_init));
1320                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1321                     ptr;
1322                 local_irq_enable();
1323         }
1324         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1325         {
1326                 int node;
1327                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1328                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1329                           numa_node_id());
1330
1331                 for_each_online_node(node) {
1332                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1333                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1334
1335                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1336                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1337                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1338                                           node);
1339                         }
1340                 }
1341         }
1342
1343         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1344         {
1345                 struct kmem_cache *cachep;
1346                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1347                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1348                     enable_cpucache(cachep);
1349                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1350         }
1351
1352         /* Done! */
1353         g_cpucache_up = FULL;
1354
1355         /* Register a cpu startup notifier callback
1356          * that initializes cpu_cache_get for all new cpus
1357          */
1358         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1359
1360         /* The reap timers are started later, with a module init call:
1361          * That part of the kernel is not yet operational.
1362          */
1363 }
1364
1365 static int __init cpucache_init(void)
1366 {
1367         int cpu;
1368
1369         /* 
1370          * Register the timers that return unneeded
1371          * pages to gfp.
1372          */
1373         for_each_online_cpu(cpu)
1374             start_cpu_timer(cpu);
1375
1376         return 0;
1377 }
1378
1379 __initcall(cpucache_init);
1380
1381 /*
1382  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1383  *
1384  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1385  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1386  * would be relatively rare and ignorable.
1387  */
1388 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1389 {
1390         struct page *page;
1391         void *addr;
1392         int i;
1393
1394         flags |= cachep->gfpflags;
1395         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1396         if (!page)
1397                 return NULL;
1398         addr = page_address(page);
1399
1400         i = (1 << cachep->gfporder);
1401         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1402                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
1403         add_page_state(nr_slab, i);
1404         while (i--) {
1405                 SetPageSlab(page);
1406                 page++;
1407         }
1408         return addr;
1409 }
1410
1411 /*
1412  * Interface to system's page release.
1413  */
1414 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1415 {
1416         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1417         struct page *page = virt_to_page(addr);
1418         const unsigned long nr_freed = i;
1419
1420         while (i--) {
1421                 if (!TestClearPageSlab(page))
1422                         BUG();
1423                 page++;
1424         }
1425         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
1426         if (current->reclaim_state)
1427                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1428         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1429         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1430                 atomic_sub(1 << cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1431 }
1432
1433 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1434 {
1435         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1436         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1437
1438         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1439         if (OFF_SLAB(cachep))
1440                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1441 }
1442
1443 #if DEBUG
1444
1445 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1446 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1447                             unsigned long caller)
1448 {
1449         int size = obj_size(cachep);
1450
1451         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1452
1453         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1454                 return;
1455
1456         *addr++ = 0x12345678;
1457         *addr++ = caller;
1458         *addr++ = smp_processor_id();
1459         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1460         {
1461                 unsigned long *sptr = &caller;
1462                 unsigned long svalue;
1463
1464                 while (!kstack_end(sptr)) {
1465                         svalue = *sptr++;
1466                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1467                                 *addr++ = svalue;
1468                                 size -= sizeof(unsigned long);
1469                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1470                                         break;
1471                         }
1472                 }
1473
1474         }
1475         *addr++ = 0x87654321;
1476 }
1477 #endif
1478
1479 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1480 {
1481         int size = obj_size(cachep);
1482         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1483
1484         memset(addr, val, size);
1485         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1486 }
1487
1488 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1489 {
1490         int i;
1491         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1492         for (i = 0; i < limit; i++) {
1493                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1494         }
1495         printk("\n");
1496 }
1497 #endif
1498
1499 #if DEBUG
1500
1501 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1502 {
1503         int i, size;
1504         char *realobj;
1505
1506         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1507                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1508                        *dbg_redzone1(cachep, objp),
1509                        *dbg_redzone2(cachep, objp));
1510         }
1511
1512         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1513                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1514                        *dbg_userword(cachep, objp));
1515                 print_symbol("(%s)",
1516                              (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1517                 printk("\n");
1518         }
1519         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1520         size = obj_size(cachep);
1521         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1522                 int limit;
1523                 limit = 16;
1524                 if (i + limit > size)
1525                         limit = size - i;
1526                 dump_line(realobj, i, limit);
1527         }
1528 }
1529
1530 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1531 {
1532         char *realobj;
1533         int size, i;
1534         int lines = 0;
1535
1536         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1537         size = obj_size(cachep);
1538
1539         for (i = 0; i < size; i++) {
1540                 char exp = POISON_FREE;
1541                 if (i == size - 1)
1542                         exp = POISON_END;
1543                 if (realobj[i] != exp) {
1544                         int limit;
1545                         /* Mismatch ! */
1546                         /* Print header */
1547                         if (lines == 0) {
1548                                 printk(KERN_ERR
1549                                        "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1550                                        realobj, size);
1551                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1552                         }
1553                         /* Hexdump the affected line */
1554                         i = (i / 16) * 16;
1555                         limit = 16;
1556                         if (i + limit > size)
1557                                 limit = size - i;
1558                         dump_line(realobj, i, limit);
1559                         i += 16;
1560                         lines++;
1561                         /* Limit to 5 lines */
1562                         if (lines > 5)
1563                                 break;
1564                 }
1565         }
1566         if (lines != 0) {
1567                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1568                  * exist:
1569                  */
1570                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1571                 int objnr;
1572
1573                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
1574                 if (objnr) {
1575                         objp = slabp->s_mem + (objnr - 1) * cachep->buffer_size;
1576                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1577                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1578                                realobj, size);
1579                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1580                 }
1581                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1582                         objp = slabp->s_mem + (objnr + 1) * cachep->buffer_size;
1583                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1584                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1585                                realobj, size);
1586                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1587                 }
1588         }
1589 }
1590 #endif
1591
1592 #if DEBUG
1593 /**
1594  * slab_destroy_objs - call the registered destructor for each object in
1595  *      a slab that is to be destroyed.
1596  */
1597 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1598 {
1599         int i;
1600         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1601                 void *objp = slabp->s_mem + cachep->buffer_size * i;
1602
1603                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1604 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1605                         if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0
1606                             && OFF_SLAB(cachep))
1607                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1608                                                  cachep->buffer_size / PAGE_SIZE,
1609                                                  1);
1610                         else
1611                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1612 #else
1613                         check_poison_obj(cachep, objp);
1614 #endif
1615                 }
1616                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1617                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1618                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1619                                            "was overwritten");
1620                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1621                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1622                                            "was overwritten");
1623                 }
1624                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1625                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1626         }
1627 }
1628 #else
1629 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1630 {
1631         if (cachep->dtor) {
1632                 int i;
1633                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1634                         void *objp = slabp->s_mem + cachep->buffer_size * i;
1635                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1636                 }
1637         }
1638 }
1639 #endif
1640
1641 /**
1642  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1643  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.
1644  * The cache-lock is not held/needed.
1645  */
1646 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1647 {
1648         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1649
1650         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1651         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1652                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1653
1654                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1655                 slab_rcu->cachep = cachep;
1656                 slab_rcu->addr = addr;
1657                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1658         } else {
1659                 kmem_freepages(cachep, addr);
1660                 if (OFF_SLAB(cachep))
1661                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1662         }
1663 }
1664
1665 /* For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same
1666    as size of kmem_list3. */
1667 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1668 {
1669         int node;
1670
1671         for_each_online_node(node) {
1672                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1673                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1674                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1675                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1676         }
1677 }
1678
1679 /**
1680  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1681  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1682  * @size: size of objects to be created in this cache.
1683  * @align: required alignment for the objects.
1684  * @flags: slab allocation flags
1685  *
1686  * Also calculates the number of objects per slab.
1687  *
1688  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1689  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1690  * towards high-order requests, this should be changed.
1691  */
1692 static inline size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1693                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1694 {
1695         size_t left_over = 0;
1696         int gfporder;
1697
1698         for (gfporder = 0 ; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1699                 unsigned int num;
1700                 size_t remainder;
1701
1702                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1703                 if (!num)
1704                         continue;
1705
1706                 /* More than offslab_limit objects will cause problems */
1707                 if ((flags & CFLGS_OFF_SLAB) && num > offslab_limit)
1708                         break;
1709
1710                 /* Found something acceptable - save it away */
1711                 cachep->num = num;
1712                 cachep->gfporder = gfporder;
1713                 left_over = remainder;
1714
1715                 /*
1716                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1717                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1718                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1719                  */
1720                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1721                         break;
1722
1723                 /*
1724                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1725                  * currently bad for the gfp()s.
1726                  */
1727                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
1728                         break;
1729
1730                 /*
1731                  * Acceptable internal fragmentation?
1732                  */
1733                 if ((left_over * 8) <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1734                         break;
1735         }
1736         return left_over;
1737 }
1738
1739 /**
1740  * kmem_cache_create - Create a cache.
1741  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1742  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1743  * @align: The required alignment for the objects.
1744  * @flags: SLAB flags
1745  * @ctor: A constructor for the objects.
1746  * @dtor: A destructor for the objects.
1747  *
1748  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1749  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1750  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1751  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1752  *
1753  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1754  * the module calling this has to destroy the cache before getting 
1755  * unloaded.
1756  * 
1757  * The flags are
1758  *
1759  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1760  * to catch references to uninitialised memory.
1761  *
1762  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1763  * for buffer overruns.
1764  *
1765  * %SLAB_NO_REAP - Don't automatically reap this cache when we're under
1766  * memory pressure.
1767  *
1768  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1769  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1770  * as davem.
1771  */
1772 struct kmem_cache *
1773 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1774         unsigned long flags, void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
1775         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
1776 {
1777         size_t left_over, slab_size, ralign;
1778         struct kmem_cache *cachep = NULL;
1779         struct list_head *p;
1780
1781         /*
1782          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1783          */
1784         if ((!name) ||
1785             in_interrupt() ||
1786             (size < BYTES_PER_WORD) ||
1787             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
1788                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n",
1789                        __FUNCTION__, name);
1790                 BUG();
1791         }
1792
1793         /*
1794          * Prevent CPUs from coming and going.
1795          * lock_cpu_hotplug() nests outside cache_chain_mutex
1796          */
1797         lock_cpu_hotplug();
1798
1799         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1800
1801         list_for_each(p, &cache_chain) {
1802                 struct kmem_cache *pc = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
1803                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
1804                 char tmp;
1805                 int res;
1806
1807                 /*
1808                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
1809                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
1810                  * area of the module.  Print a warning.
1811                  */
1812                 set_fs(KERNEL_DS);
1813                 res = __get_user(tmp, pc->name);
1814                 set_fs(old_fs);
1815                 if (res) {
1816                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
1817                                pc->buffer_size);
1818                         continue;
1819                 }
1820
1821                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
1822                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
1823                         dump_stack();
1824                         goto oops;
1825                 }
1826         }
1827
1828 #if DEBUG
1829         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1830         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1831                 /* No constructor, but inital state check requested */
1832                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1833                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1834                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1835         }
1836 #if FORCED_DEBUG
1837         /*
1838          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1839          * large objects, if the increased size would increase the object size
1840          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1841          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1842          */
1843         if ((size < 4096
1844              || fls(size - 1) == fls(size - 1 + 3 * BYTES_PER_WORD)))
1845                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
1846         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1847                 flags |= SLAB_POISON;
1848 #endif
1849         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1850                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
1851 #endif
1852         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1853                 BUG_ON(dtor);
1854
1855         /*
1856          * Always checks flags, a caller might be expecting debug
1857          * support which isn't available.
1858          */
1859         if (flags & ~CREATE_MASK)
1860                 BUG();
1861
1862         /* Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1863          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1864          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1865          */
1866         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
1867                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
1868                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
1869         }
1870
1871         /* calculate out the final buffer alignment: */
1872         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
1873         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1874                 /* Default alignment: as specified by the arch code.
1875                  * Except if an object is really small, then squeeze multiple
1876                  * objects into one cacheline.
1877                  */
1878                 ralign = cache_line_size();
1879                 while (size <= ralign / 2)
1880                         ralign /= 2;
1881         } else {
1882                 ralign = BYTES_PER_WORD;
1883         }
1884         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
1885         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
1886                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1887                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1888                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1889         }
1890         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
1891         if (ralign < align) {
1892                 ralign = align;
1893                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1894                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1895         }
1896         /* 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
1897          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
1898          */
1899         align = ralign;
1900
1901         /* Get cache's description obj. */
1902         cachep = kmem_cache_alloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
1903         if (!cachep)
1904                 goto oops;
1905         memset(cachep, 0, sizeof(struct kmem_cache));
1906
1907 #if DEBUG
1908         cachep->obj_size = size;
1909
1910         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1911                 /* redzoning only works with word aligned caches */
1912                 align = BYTES_PER_WORD;
1913
1914                 /* add space for red zone words */
1915                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
1916                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
1917         }
1918         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
1919                 /* user store requires word alignment and
1920                  * one word storage behind the end of the real
1921                  * object.
1922                  */
1923                 align = BYTES_PER_WORD;
1924                 size += BYTES_PER_WORD;
1925         }
1926 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
1927         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
1928             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
1929                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
1930                 size = PAGE_SIZE;
1931         }
1932 #endif
1933 #endif
1934
1935         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
1936         if (size >= (PAGE_SIZE >> 3))
1937                 /*
1938                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
1939                  * off-slab (should allow better packing of objs).
1940                  */
1941                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
1942
1943         size = ALIGN(size, align);
1944
1945         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
1946
1947         if (!cachep->num) {
1948                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
1949                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1950                 cachep = NULL;
1951                 goto oops;
1952         }
1953         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
1954                           + sizeof(struct slab), align);
1955
1956         /*
1957          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1958          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1959          */
1960         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
1961                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
1962                 left_over -= slab_size;
1963         }
1964
1965         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1966                 /* really off slab. No need for manual alignment */
1967                 slab_size =
1968                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
1969         }
1970
1971         cachep->colour_off = cache_line_size();
1972         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
1973         if (cachep->colour_off < align)
1974                 cachep->colour_off = align;
1975         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
1976         cachep->slab_size = slab_size;
1977         cachep->flags = flags;
1978         cachep->gfpflags = 0;
1979         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
1980                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
1981         spin_lock_init(&cachep->spinlock);
1982         cachep->buffer_size = size;
1983
1984         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
1985                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
1986         cachep->ctor = ctor;
1987         cachep->dtor = dtor;
1988         cachep->name = name;
1989
1990
1991         if (g_cpucache_up == FULL) {
1992                 enable_cpucache(cachep);
1993         } else {
1994                 if (g_cpucache_up == NONE) {
1995                         /* Note: the first kmem_cache_create must create
1996                          * the cache that's used by kmalloc(24), otherwise
1997                          * the creation of further caches will BUG().
1998                          */
1999                         cachep->array[smp_processor_id()] =
2000                             &initarray_generic.cache;
2001
2002                         /* If the cache that's used by
2003                          * kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is the first cache,
2004                          * then we need to set up all its list3s, otherwise
2005                          * the creation of further caches will BUG().
2006                          */
2007                         set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2008                         if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2009                                 g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2010                         else
2011                                 g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2012                 } else {
2013                         cachep->array[smp_processor_id()] =
2014                             kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
2015
2016                         if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2017                                 set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2018                                 g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2019                         } else {
2020                                 int node;
2021                                 for_each_online_node(node) {
2022
2023                                         cachep->nodelists[node] =
2024                                             kmalloc_node(sizeof
2025                                                          (struct kmem_list3),
2026                                                          GFP_KERNEL, node);
2027                                         BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2028                                         kmem_list3_init(cachep->
2029                                                         nodelists[node]);
2030                                 }
2031                         }
2032                 }
2033                 cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2034                     jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2035                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2036
2037                 BUG_ON(!cpu_cache_get(cachep));
2038                 cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2039                 cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2040                 cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2041                 cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2042                 cachep->batchcount = 1;
2043                 cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2044         }
2045
2046         /* cache setup completed, link it into the list */
2047         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2048       oops:
2049         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2050                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2051                       name);
2052         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2053         unlock_cpu_hotplug();
2054         return cachep;
2055 }
2056 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2057
2058 #if DEBUG
2059 static void check_irq_off(void)
2060 {
2061         BUG_ON(!irqs_disabled());
2062 }
2063
2064 static void check_irq_on(void)
2065 {
2066         BUG_ON(irqs_disabled());
2067 }
2068
2069 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2070 {
2071 #ifdef CONFIG_SMP
2072         check_irq_off();
2073         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2074 #endif
2075 }
2076
2077 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2078 {
2079 #ifdef CONFIG_SMP
2080         check_irq_off();
2081         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2082 #endif
2083 }
2084
2085 #else
2086 #define check_irq_off() do { } while(0)
2087 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2088 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2089 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2090 #endif
2091
2092 /*
2093  * Waits for all CPUs to execute func().
2094  */
2095 static void smp_call_function_all_cpus(void (*func)(void *arg), void *arg)
2096 {
2097         check_irq_on();
2098         preempt_disable();
2099
2100         local_irq_disable();
2101         func(arg);
2102         local_irq_enable();
2103
2104         if (smp_call_function(func, arg, 1, 1))
2105                 BUG();
2106
2107         preempt_enable();
2108 }
2109
2110 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
2111                                 int force, int node);
2112
2113 static void do_drain(void *arg)
2114 {
2115         struct kmem_cache *cachep = (struct kmem_cache *) arg;
2116         struct array_cache *ac;
2117         int node = numa_node_id();
2118
2119         check_irq_off();
2120         ac = cpu_cache_get(cachep);
2121         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2122         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2123         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2124         ac->avail = 0;
2125 }
2126
2127 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2128 {
2129         struct kmem_list3 *l3;
2130         int node;
2131
2132         smp_call_function_all_cpus(do_drain, cachep);
2133         check_irq_on();
2134         for_each_online_node(node) {
2135                 l3 = cachep->nodelists[node];
2136                 if (l3) {
2137                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2138                         drain_array_locked(cachep, l3->shared, 1, node);
2139                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2140                         if (l3->alien)
2141                                 drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2142                 }
2143         }
2144 }
2145
2146 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node)
2147 {
2148         struct slab *slabp;
2149         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[node];
2150         int ret;
2151
2152         for (;;) {
2153                 struct list_head *p;
2154
2155                 p = l3->slabs_free.prev;
2156                 if (p == &l3->slabs_free)
2157                         break;
2158
2159                 slabp = list_entry(l3->slabs_free.prev, struct slab, list);
2160 #if DEBUG
2161                 if (slabp->inuse)
2162                         BUG();
2163 #endif
2164                 list_del(&slabp->list);
2165
2166                 l3->free_objects -= cachep->num;
2167                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2168                 slab_destroy(cachep, slabp);
2169                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2170         }
2171         ret = !list_empty(&l3->slabs_full) || !list_empty(&l3->slabs_partial);
2172         return ret;
2173 }
2174
2175 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2176 {
2177         int ret = 0, i = 0;
2178         struct kmem_list3 *l3;
2179
2180         drain_cpu_caches(cachep);
2181
2182         check_irq_on();
2183         for_each_online_node(i) {
2184                 l3 = cachep->nodelists[i];
2185                 if (l3) {
2186                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2187                         ret += __node_shrink(cachep, i);
2188                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2189                 }
2190         }
2191         return (ret ? 1 : 0);
2192 }
2193
2194 /**
2195  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2196  * @cachep: The cache to shrink.
2197  *
2198  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2199  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2200  */
2201 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2202 {
2203         if (!cachep || in_interrupt())
2204                 BUG();
2205
2206         return __cache_shrink(cachep);
2207 }
2208 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2209
2210 /**
2211  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2212  * @cachep: the cache to destroy
2213  *
2214  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2215  * Returns 0 on success.
2216  *
2217  * It is expected this function will be called by a module when it is
2218  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2219  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2220  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2221  *
2222  * The cache must be empty before calling this function.
2223  *
2224  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2225  * during the kmem_cache_destroy().
2226  */
2227 int kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2228 {
2229         int i;
2230         struct kmem_list3 *l3;
2231
2232         if (!cachep || in_interrupt())
2233                 BUG();
2234
2235         /* Don't let CPUs to come and go */
2236         lock_cpu_hotplug();
2237
2238         /* Find the cache in the chain of caches. */
2239         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2240         /*
2241          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2242          */
2243         list_del(&cachep->next);
2244         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2245
2246         if (__cache_shrink(cachep)) {
2247                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2248                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2249                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2250                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2251                 unlock_cpu_hotplug();
2252                 return 1;
2253         }
2254
2255         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2256                 synchronize_rcu();
2257
2258         for_each_online_cpu(i)
2259             kfree(cachep->array[i]);
2260
2261         /* NUMA: free the list3 structures */
2262         for_each_online_node(i) {
2263                 if ((l3 = cachep->nodelists[i])) {
2264                         kfree(l3->shared);
2265                         free_alien_cache(l3->alien);
2266                         kfree(l3);
2267                 }
2268         }
2269         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2270
2271         unlock_cpu_hotplug();
2272
2273         return 0;
2274 }
2275 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2276
2277 /* Get the memory for a slab management obj. */
2278 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2279                                    int colour_off, gfp_t local_flags)
2280 {
2281         struct slab *slabp;
2282
2283         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2284                 /* Slab management obj is off-slab. */
2285                 slabp = kmem_cache_alloc(cachep->slabp_cache, local_flags);
2286                 if (!slabp)
2287                         return NULL;
2288         } else {
2289                 slabp = objp + colour_off;
2290                 colour_off += cachep->slab_size;
2291         }
2292         slabp->inuse = 0;
2293         slabp->colouroff = colour_off;
2294         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2295
2296         return slabp;
2297 }
2298
2299 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2300 {
2301         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2302 }
2303
2304 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2305                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2306 {
2307         int i;
2308
2309         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2310                 void *objp = slabp->s_mem + cachep->buffer_size * i;
2311 #if DEBUG
2312                 /* need to poison the objs? */
2313                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2314                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2315                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2316                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2317
2318                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2319                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2320                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2321                 }
2322                 /*
2323                  * Constructors are not allowed to allocate memory from
2324                  * the same cache which they are a constructor for.
2325                  * Otherwise, deadlock. They must also be threaded.
2326                  */
2327                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2328                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2329                                      ctor_flags);
2330
2331                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2332                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2333                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2334                                            " end of an object");
2335                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2336                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2337                                            " start of an object");
2338                 }
2339                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)
2340                     && cachep->flags & SLAB_POISON)
2341                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2342                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2343 #else
2344                 if (cachep->ctor)
2345                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2346 #endif
2347                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2348         }
2349         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2350         slabp->free = 0;
2351 }
2352
2353 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2354 {
2355         if (flags & SLAB_DMA) {
2356                 if (!(cachep->gfpflags & GFP_DMA))
2357                         BUG();
2358         } else {
2359                 if (cachep->gfpflags & GFP_DMA)
2360                         BUG();
2361         }
2362 }
2363
2364 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp, int nodeid)
2365 {
2366         void *objp = slabp->s_mem + (slabp->free * cachep->buffer_size);
2367         kmem_bufctl_t next;
2368
2369         slabp->inuse++;
2370         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2371 #if DEBUG
2372         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2373         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2374 #endif
2375         slabp->free = next;
2376
2377         return objp;
2378 }
2379
2380 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp, void *objp,
2381                           int nodeid)
2382 {
2383         unsigned int objnr = (unsigned)(objp-slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2384
2385 #if DEBUG
2386         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2387         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2388
2389         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] != BUFCTL_FREE) {
2390                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2391                        "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2392                 BUG();
2393         }
2394 #endif
2395         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2396         slabp->free = objnr;
2397         slabp->inuse--;
2398 }
2399
2400 static void set_slab_attr(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp, void *objp)
2401 {
2402         int i;
2403         struct page *page;
2404
2405         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
2406         i = 1 << cachep->gfporder;
2407         page = virt_to_page(objp);
2408         do {
2409                 page_set_cache(page, cachep);
2410                 page_set_slab(page, slabp);
2411                 page++;
2412         } while (--i);
2413 }
2414
2415 /*
2416  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2417  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2418  */
2419 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2420 {
2421         struct slab *slabp;
2422         void *objp;
2423         size_t offset;
2424         gfp_t local_flags;
2425         unsigned long ctor_flags;
2426         struct kmem_list3 *l3;
2427
2428         /* Be lazy and only check for valid flags here,
2429          * keeping it out of the critical path in kmem_cache_alloc().
2430          */
2431         if (flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW))
2432                 BUG();
2433         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2434                 return 0;
2435
2436         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2437         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2438         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2439                 /*
2440                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2441                  * this - it might need to know...
2442                  */
2443                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2444
2445         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2446         check_irq_off();
2447         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2448         spin_lock(&l3->list_lock);
2449
2450         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2451         offset = l3->colour_next;
2452         l3->colour_next++;
2453         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2454                 l3->colour_next = 0;
2455         spin_unlock(&l3->list_lock);
2456
2457         offset *= cachep->colour_off;
2458
2459         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2460                 local_irq_enable();
2461
2462         /*
2463          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2464          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2465          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2466          * will eventually be caught here (where it matters).
2467          */
2468         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2469
2470         /* Get mem for the objs.
2471          * Attempt to allocate a physical page from 'nodeid',
2472          */
2473         if (!(objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid)))
2474                 goto failed;
2475
2476         /* Get slab management. */
2477         if (!(slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags)))
2478                 goto opps1;
2479
2480         slabp->nodeid = nodeid;
2481         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
2482
2483         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2484
2485         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2486                 local_irq_disable();
2487         check_irq_off();
2488         spin_lock(&l3->list_lock);
2489
2490         /* Make slab active. */
2491         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2492         STATS_INC_GROWN(cachep);
2493         l3->free_objects += cachep->num;
2494         spin_unlock(&l3->list_lock);
2495         return 1;
2496       opps1:
2497         kmem_freepages(cachep, objp);
2498       failed:
2499         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2500                 local_irq_disable();
2501         return 0;
2502 }
2503
2504 #if DEBUG
2505
2506 /*
2507  * Perform extra freeing checks:
2508  * - detect bad pointers.
2509  * - POISON/RED_ZONE checking
2510  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2511  */
2512 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2513 {
2514         struct page *page;
2515
2516         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2517                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2518                        (unsigned long)objp);
2519                 BUG();
2520         }
2521         page = virt_to_page(objp);
2522         if (!PageSlab(page)) {
2523                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2524                        (unsigned long)objp);
2525                 BUG();
2526         }
2527 }
2528
2529 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2530                                    void *caller)
2531 {
2532         struct page *page;
2533         unsigned int objnr;
2534         struct slab *slabp;
2535
2536         objp -= obj_offset(cachep);
2537         kfree_debugcheck(objp);
2538         page = virt_to_page(objp);
2539
2540         if (page_get_cache(page) != cachep) {
2541                 printk(KERN_ERR
2542                        "mismatch in kmem_cache_free: expected cache %p, got %p\n",
2543                        page_get_cache(page), cachep);
2544                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
2545                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", page_get_cache(page),
2546                        page_get_cache(page)->name);
2547                 WARN_ON(1);
2548         }
2549         slabp = page_get_slab(page);
2550
2551         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2552                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE
2553                     || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
2554                         slab_error(cachep,
2555                                    "double free, or memory outside"
2556                                    " object was overwritten");
2557                         printk(KERN_ERR
2558                                "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2559                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2560                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2561                 }
2562                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2563                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2564         }
2565         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2566                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2567
2568         objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2569
2570         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2571         BUG_ON(objp != slabp->s_mem + objnr * cachep->buffer_size);
2572
2573         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2574                 /* Need to call the slab's constructor so the
2575                  * caller can perform a verify of its state (debugging).
2576                  * Called without the cache-lock held.
2577                  */
2578                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2579                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2580         }
2581         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2582                 /* we want to cache poison the object,
2583                  * call the destruction callback
2584                  */
2585                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2586         }
2587         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2588 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2589                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2590                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2591                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2592                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2593                 } else {
2594                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2595                 }
2596 #else
2597                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2598 #endif
2599         }
2600         return objp;
2601 }
2602
2603 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2604 {
2605         kmem_bufctl_t i;
2606         int entries = 0;
2607
2608         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2609         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2610                 entries++;
2611                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2612                         goto bad;
2613         }
2614         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2615               bad:
2616                 printk(KERN_ERR
2617                        "slab: Internal list corruption detected in cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2618                        cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2619                 for (i = 0;
2620                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2621                      i++) {
2622                         if ((i % 16) == 0)
2623                                 printk("\n%03x:", i);
2624                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2625                 }
2626                 printk("\n");
2627                 BUG();
2628         }
2629 }
2630 #else
2631 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2632 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2633 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2634 #endif
2635
2636 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2637 {
2638         int batchcount;
2639         struct kmem_list3 *l3;
2640         struct array_cache *ac;
2641
2642         check_irq_off();
2643         ac = cpu_cache_get(cachep);
2644       retry:
2645         batchcount = ac->batchcount;
2646         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2647                 /* if there was little recent activity on this
2648                  * cache, then perform only a partial refill.
2649                  * Otherwise we could generate refill bouncing.
2650                  */
2651                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2652         }
2653         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2654
2655         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2656         spin_lock(&l3->list_lock);
2657
2658         if (l3->shared) {
2659                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2660                 if (shared_array->avail) {
2661                         if (batchcount > shared_array->avail)
2662                                 batchcount = shared_array->avail;
2663                         shared_array->avail -= batchcount;
2664                         ac->avail = batchcount;
2665                         memcpy(ac->entry,
2666                                &(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2667                                sizeof(void *) * batchcount);
2668                         shared_array->touched = 1;
2669                         goto alloc_done;
2670                 }
2671         }
2672         while (batchcount > 0) {
2673                 struct list_head *entry;
2674                 struct slab *slabp;
2675                 /* Get slab alloc is to come from. */
2676                 entry = l3->slabs_partial.next;
2677                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2678                         l3->free_touched = 1;
2679                         entry = l3->slabs_free.next;
2680                         if (entry == &l3->slabs_free)
2681                                 goto must_grow;
2682                 }
2683
2684                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2685                 check_slabp(cachep, slabp);
2686                 check_spinlock_acquired(cachep);
2687                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2688                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2689                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2690                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2691
2692                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2693                                                             numa_node_id());
2694                 }
2695                 check_slabp(cachep, slabp);
2696
2697                 /* move slabp to correct slabp list: */
2698                 list_del(&slabp->list);
2699                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2700                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2701                 else
2702                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2703         }
2704
2705       must_grow:
2706         l3->free_objects -= ac->avail;
2707       alloc_done:
2708         spin_unlock(&l3->list_lock);
2709
2710         if (unlikely(!ac->avail)) {
2711                 int x;
2712                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2713
2714                 // cache_grow can reenable interrupts, then ac could change.
2715                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2716                 if (!x && ac->avail == 0)       // no objects in sight? abort
2717                         return NULL;
2718
2719                 if (!ac->avail) // objects refilled by interrupt?
2720                         goto retry;
2721         }
2722         ac->touched = 1;
2723         return ac->entry[--ac->avail];
2724 }
2725
2726 static inline void
2727 cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2728 {
2729         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2730 #if DEBUG
2731         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2732 #endif
2733 }
2734
2735 #if DEBUG
2736 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2737                                         void *objp, void *caller)
2738 {
2739         if (!objp)
2740                 return objp;
2741         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2742 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2743                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2744                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2745                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2746                 else
2747                         check_poison_obj(cachep, objp);
2748 #else
2749                 check_poison_obj(cachep, objp);
2750 #endif
2751                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2752         }
2753         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2754                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2755
2756         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2757                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE
2758                     || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2759                         slab_error(cachep,
2760                                    "double free, or memory outside"
2761                                    " object was overwritten");
2762                         printk(KERN_ERR
2763                                "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2764                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2765                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2766                 }
2767                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2768                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2769         }
2770         objp += obj_offset(cachep);
2771         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2772                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2773
2774                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2775                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2776
2777                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2778         }
2779         return objp;
2780 }
2781 #else
2782 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2783 #endif
2784
2785 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2786 {
2787         void *objp;
2788         struct array_cache *ac;
2789
2790 #ifdef CONFIG_NUMA
2791         if (unlikely(current->mempolicy && !in_interrupt())) {
2792                 int nid = slab_node(current->mempolicy);
2793
2794                 if (nid != numa_node_id())
2795                         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid);
2796         }
2797 #endif
2798
2799         check_irq_off();
2800         ac = cpu_cache_get(cachep);
2801         if (likely(ac->avail)) {
2802                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2803                 ac->touched = 1;
2804                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2805         } else {
2806                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2807                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2808         }
2809         return objp;
2810 }
2811
2812 static __always_inline void *
2813 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
2814 {
2815         unsigned long save_flags;
2816         void *objp;
2817
2818         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2819
2820         local_irq_save(save_flags);
2821         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
2822         local_irq_restore(save_flags);
2823         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
2824                                             caller);
2825         prefetchw(objp);
2826         return objp;
2827 }
2828
2829 #ifdef CONFIG_NUMA
2830 /*
2831  * A interface to enable slab creation on nodeid
2832  */
2833 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2834 {
2835         struct list_head *entry;
2836         struct slab *slabp;
2837         struct kmem_list3 *l3;
2838         void *obj;
2839         int x;
2840
2841         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2842         BUG_ON(!l3);
2843
2844       retry:
2845         check_irq_off();
2846         spin_lock(&l3->list_lock);
2847         entry = l3->slabs_partial.next;
2848         if (entry == &l3->slabs_partial) {
2849                 l3->free_touched = 1;
2850                 entry = l3->slabs_free.next;
2851                 if (entry == &l3->slabs_free)
2852                         goto must_grow;
2853         }
2854
2855         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2856         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
2857         check_slabp(cachep, slabp);
2858
2859         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
2860         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2861         STATS_SET_HIGH(cachep);
2862
2863         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
2864
2865         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
2866         check_slabp(cachep, slabp);
2867         l3->free_objects--;
2868         /* move slabp to correct slabp list: */
2869         list_del(&slabp->list);
2870
2871         if (slabp->free == BUFCTL_END) {
2872                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2873         } else {
2874                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2875         }
2876
2877         spin_unlock(&l3->list_lock);
2878         goto done;
2879
2880       must_grow:
2881         spin_unlock(&l3->list_lock);
2882         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
2883
2884         if (!x)
2885                 return NULL;
2886
2887         goto retry;
2888       done:
2889         return obj;
2890 }
2891 #endif
2892
2893 /*
2894  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
2895  */
2896 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
2897                        int node)
2898 {
2899         int i;
2900         struct kmem_list3 *l3;
2901
2902         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
2903                 void *objp = objpp[i];
2904                 struct slab *slabp;
2905
2906                 slabp = virt_to_slab(objp);
2907                 l3 = cachep->nodelists[node];
2908                 list_del(&slabp->list);
2909                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
2910                 check_slabp(cachep, slabp);
2911                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
2912                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
2913                 l3->free_objects++;
2914                 check_slabp(cachep, slabp);
2915
2916                 /* fixup slab chains */
2917                 if (slabp->inuse == 0) {
2918                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
2919                                 l3->free_objects -= cachep->num;
2920                                 slab_destroy(cachep, slabp);
2921                         } else {
2922                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
2923                         }
2924                 } else {
2925                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
2926                          * partial list on free - maximum time for the
2927                          * other objects to be freed, too.
2928                          */
2929                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2930                 }
2931         }
2932 }
2933
2934 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
2935 {
2936         int batchcount;
2937         struct kmem_list3 *l3;
2938         int node = numa_node_id();
2939
2940         batchcount = ac->batchcount;
2941 #if DEBUG
2942         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
2943 #endif
2944         check_irq_off();
2945         l3 = cachep->nodelists[node];
2946         spin_lock(&l3->list_lock);
2947         if (l3->shared) {
2948                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2949                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
2950                 if (max) {
2951                         if (batchcount > max)
2952                                 batchcount = max;
2953                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2954                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
2955                         shared_array->avail += batchcount;
2956                         goto free_done;
2957                 }
2958         }
2959
2960         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
2961       free_done:
2962 #if STATS
2963         {
2964                 int i = 0;
2965                 struct list_head *p;
2966
2967                 p = l3->slabs_free.next;
2968                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
2969                         struct slab *slabp;
2970
2971                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2972                         BUG_ON(slabp->inuse);
2973
2974                         i++;
2975                         p = p->next;
2976                 }
2977                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
2978         }
2979 #endif
2980         spin_unlock(&l3->list_lock);
2981         ac->avail -= batchcount;
2982         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]),
2983                 sizeof(void *) * ac->avail);
2984 }
2985
2986 /*
2987  * __cache_free
2988  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed
2989  * state, it must be in this state _before_ it is released.
2990  *
2991  * Called with disabled ints.
2992  */
2993 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
2994 {
2995         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
2996
2997         check_irq_off();
2998         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
2999
3000         /* Make sure we are not freeing a object from another
3001          * node to the array cache on this cpu.
3002          */
3003 #ifdef CONFIG_NUMA
3004         {
3005                 struct slab *slabp;
3006                 slabp = virt_to_slab(objp);
3007                 if (unlikely(slabp->nodeid != numa_node_id())) {
3008                         struct array_cache *alien = NULL;
3009                         int nodeid = slabp->nodeid;
3010                         struct kmem_list3 *l3 =
3011                             cachep->nodelists[numa_node_id()];
3012
3013                         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
3014                         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
3015                                 alien = l3->alien[nodeid];
3016                                 spin_lock(&alien->lock);
3017                                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit))
3018                                         __drain_alien_cache(cachep,
3019                                                             alien, nodeid);
3020                                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
3021                                 spin_unlock(&alien->lock);
3022                         } else {
3023                                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
3024                                           list_lock);
3025                                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
3026                                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
3027                                             list_lock);
3028                         }
3029                         return;
3030                 }
3031         }
3032 #endif
3033         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3034                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3035                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3036                 return;
3037         } else {
3038                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3039                 cache_flusharray(cachep, ac);
3040                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3041         }
3042 }
3043
3044 /**
3045  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3046  * @cachep: The cache to allocate from.
3047  * @flags: See kmalloc().
3048  *
3049  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3050  * if the cache has no available objects.
3051  */
3052 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3053 {
3054         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3055 }
3056 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3057
3058 /**
3059  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3060  *      be a slab entry.
3061  * @cachep: the cache we're checking against
3062  * @ptr: pointer to validate
3063  *
3064  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3065  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3066  * part of the slab cache in question, but it at least
3067  * validates that the pointer can be dereferenced and
3068  * looks half-way sane.
3069  *
3070  * Currently only used for dentry validation.
3071  */
3072 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3073 {
3074         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3075         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3076         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3077         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3078         struct page *page;
3079
3080         if (unlikely(addr < min_addr))
3081                 goto out;
3082         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3083                 goto out;
3084         if (unlikely(addr & align_mask))
3085                 goto out;
3086         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3087                 goto out;
3088         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3089                 goto out;
3090         page = virt_to_page(ptr);
3091         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3092                 goto out;
3093         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3094                 goto out;
3095         return 1;
3096       out:
3097         return 0;
3098 }
3099
3100 #ifdef CONFIG_NUMA
3101 /**
3102  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3103  * @cachep: The cache to allocate from.
3104  * @flags: See kmalloc().
3105  * @nodeid: node number of the target node.
3106  *
3107  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3108  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3109  * can improve the performance for cpu bound structures.
3110  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3111  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3112  */
3113 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3114 {
3115         unsigned long save_flags;
3116         void *ptr;
3117
3118         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3119         local_irq_save(save_flags);
3120
3121         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3122             !cachep->nodelists[nodeid])
3123                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3124         else
3125                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3126         local_irq_restore(save_flags);
3127
3128         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3129                                            __builtin_return_address(0));
3130
3131         return ptr;
3132 }
3133 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3134
3135 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3136 {
3137         struct kmem_cache *cachep;
3138
3139         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3140         if (unlikely(cachep == NULL))
3141                 return NULL;
3142         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3143 }
3144 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
3145 #endif
3146
3147 /**
3148  * kmalloc - allocate memory
3149  * @size: how many bytes of memory are required.
3150  * @flags: the type of memory to allocate.
3151  *
3152  * kmalloc is the normal method of allocating memory
3153  * in the kernel.
3154  *
3155  * The @flags argument may be one of:
3156  *
3157  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
3158  *
3159  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
3160  *
3161  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
3162  *
3163  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
3164  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
3165  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
3166  * from the first 16MB.
3167  */
3168 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3169                                           void *caller)
3170 {
3171         struct kmem_cache *cachep;
3172
3173         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3174          * __ with kmem_.
3175          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3176          * functions.
3177          */
3178         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3179         if (unlikely(cachep == NULL))
3180                 return NULL;
3181         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3182 }
3183
3184 #ifndef CONFIG_DEBUG_SLAB
3185
3186 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3187 {
3188         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3189 }
3190 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3191
3192 #else
3193
3194 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3195 {
3196         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3197 }
3198 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3199
3200 #endif
3201
3202 #ifdef CONFIG_SMP
3203 /**
3204  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
3205  * cpu in the system, zeroing them.
3206  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
3207  *
3208  * @size: how many bytes of memory are required.
3209  */
3210 void *__alloc_percpu(size_t size)
3211 {
3212         int i;
3213         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof(*pdata), GFP_KERNEL);
3214
3215         if (!pdata)
3216                 return NULL;
3217
3218         /*
3219          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
3220          * and we have no way of figuring out how to fix the array
3221          * that we have allocated then....
3222          */
3223         for_each_cpu(i) {
3224                 int node = cpu_to_node(i);
3225
3226                 if (node_online(node))
3227                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
3228                 else
3229                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
3230
3231                 if (!pdata->ptrs[i])
3232                         goto unwind_oom;
3233                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
3234         }
3235
3236         /* Catch derefs w/o wrappers */
3237         return (void *)(~(unsigned long)pdata);
3238
3239       unwind_oom:
3240         while (--i >= 0) {
3241                 if (!cpu_possible(i))
3242                         continue;
3243                 kfree(pdata->ptrs[i]);
3244         }
3245         kfree(pdata);
3246         return NULL;
3247 }
3248 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
3249 #endif
3250
3251 /**
3252  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3253  * @cachep: The cache the allocation was from.
3254  * @objp: The previously allocated object.
3255  *
3256  * Free an object which was previously allocated from this
3257  * cache.
3258  */
3259 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3260 {
3261         unsigned long flags;
3262
3263         local_irq_save(flags);
3264         __cache_free(cachep, objp);
3265         local_irq_restore(flags);
3266 }
3267 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3268
3269 /**
3270  * kfree - free previously allocated memory
3271  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3272  *
3273  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3274  *
3275  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3276  * or you will run into trouble.
3277  */
3278 void kfree(const void *objp)
3279 {
3280         struct kmem_cache *c;
3281         unsigned long flags;
3282
3283         if (unlikely(!objp))
3284                 return;
3285         local_irq_save(flags);
3286         kfree_debugcheck(objp);
3287         c = virt_to_cache(objp);
3288         mutex_debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3289         __cache_free(c, (void *)objp);
3290         local_irq_restore(flags);
3291 }
3292 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3293
3294 #ifdef CONFIG_SMP
3295 /**
3296  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3297  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3298  *
3299  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3300  * The complemented objp is to check for that.
3301  */
3302 void free_percpu(const void *objp)
3303 {
3304         int i;
3305         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *)(~(unsigned long)objp);
3306
3307         /*
3308          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3309          */
3310         for_each_cpu(i)
3311             kfree(p->ptrs[i]);
3312         kfree(p);
3313 }
3314 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3315 #endif
3316
3317 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3318 {
3319         return obj_size(cachep);
3320 }
3321 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3322
3323 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3324 {
3325         return cachep->name;
3326 }
3327 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3328
3329 /*
3330  * This initializes kmem_list3 for all nodes.
3331  */
3332 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3333 {
3334         int node;
3335         struct kmem_list3 *l3;
3336         int err = 0;
3337
3338         for_each_online_node(node) {
3339                 struct array_cache *nc = NULL, *new;
3340                 struct array_cache **new_alien = NULL;
3341 #ifdef CONFIG_NUMA
3342                 if (!(new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit)))
3343                         goto fail;
3344 #endif
3345                 if (!(new = alloc_arraycache(node, (cachep->shared *
3346                                                     cachep->batchcount),
3347                                              0xbaadf00d)))
3348                         goto fail;
3349                 if ((l3 = cachep->nodelists[node])) {
3350
3351                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3352
3353                         if ((nc = cachep->nodelists[node]->shared))
3354                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
3355
3356                         l3->shared = new;
3357                         if (!cachep->nodelists[node]->alien) {
3358                                 l3->alien = new_alien;
3359                                 new_alien = NULL;
3360                         }
3361                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3362                             cachep->batchcount + cachep->num;
3363                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3364                         kfree(nc);
3365                         free_alien_cache(new_alien);
3366                         continue;
3367                 }
3368                 if (!(l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
3369                                         GFP_KERNEL, node)))
3370                         goto fail;
3371
3372                 kmem_list3_init(l3);
3373                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3374                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3375                 l3->shared = new;
3376                 l3->alien = new_alien;
3377                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3378                     cachep->batchcount + cachep->num;
3379                 cachep->nodelists[node] = l3;
3380         }
3381         return err;
3382       fail:
3383         err = -ENOMEM;
3384         return err;
3385 }
3386
3387 struct ccupdate_struct {
3388         struct kmem_cache *cachep;
3389         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3390 };
3391
3392 static void do_ccupdate_local(void *info)
3393 {
3394         struct ccupdate_struct *new = (struct ccupdate_struct *)info;
3395         struct array_cache *old;
3396
3397         check_irq_off();
3398         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3399
3400         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3401         new->new[smp_processor_id()] = old;
3402 }
3403
3404 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit, int batchcount,
3405                             int shared)
3406 {
3407         struct ccupdate_struct new;
3408         int i, err;
3409
3410         memset(&new.new, 0, sizeof(new.new));
3411         for_each_online_cpu(i) {
3412                 new.new[i] =
3413                     alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit, batchcount);
3414                 if (!new.new[i]) {
3415                         for (i--; i >= 0; i--)
3416                                 kfree(new.new[i]);
3417                         return -ENOMEM;
3418                 }
3419         }
3420         new.cachep = cachep;
3421
3422         smp_call_function_all_cpus(do_ccupdate_local, (void *)&new);
3423
3424         check_irq_on();
3425         spin_lock(&cachep->spinlock);
3426         cachep->batchcount = batchcount;
3427         cachep->limit = limit;
3428         cachep->shared = shared;
3429         spin_unlock(&cachep->spinlock);
3430
3431         for_each_online_cpu(i) {
3432                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3433                 if (!ccold)
3434                         continue;
3435                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3436                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3437                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3438                 kfree(ccold);
3439         }
3440
3441         err = alloc_kmemlist(cachep);
3442         if (err) {
3443                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3444                        cachep->name, -err);
3445                 BUG();
3446         }
3447         return 0;
3448 }
3449
3450 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3451 {
3452         int err;
3453         int limit, shared;
3454
3455         /* The head array serves three purposes:
3456          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3457          * - reduce the number of spinlock operations.
3458          * - reduce the number of linked list operations on the slab and 
3459          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3460          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3461          * Bonwick.
3462          */
3463         if (cachep->buffer_size > 131072)
3464                 limit = 1;
3465         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3466                 limit = 8;
3467         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3468                 limit = 24;
3469         else if (cachep->buffer_size > 256)
3470                 limit = 54;
3471         else
3472                 limit = 120;
3473
3474         /* Cpu bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3475          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3476          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3477          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3478          * replaces Bonwick's magazine layer.
3479          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3480          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3481          */
3482         shared = 0;
3483 #ifdef CONFIG_SMP
3484         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3485                 shared = 8;
3486 #endif
3487
3488 #if DEBUG
3489         /* With debugging enabled, large batchcount lead to excessively
3490          * long periods with disabled local interrupts. Limit the 
3491          * batchcount
3492          */
3493         if (limit > 32)
3494                 limit = 32;
3495 #endif
3496         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3497         if (err)
3498                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3499                        cachep->name, -err);
3500 }
3501
3502 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
3503                                 int force, int node)
3504 {
3505         int tofree;
3506
3507         check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3508         if (ac->touched && !force) {
3509                 ac->touched = 0;
3510         } else if (ac->avail) {
3511                 tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3512                 if (tofree > ac->avail) {
3513                         tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3514                 }
3515                 free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3516                 ac->avail -= tofree;
3517                 memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3518                         sizeof(void *) * ac->avail);
3519         }
3520 }
3521
3522 /**
3523  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3524  * @unused: unused parameter
3525  *
3526  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3527  * Purpose:
3528  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3529  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3530  *
3531  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll
3532  * try again on the next iteration.
3533  */
3534 static void cache_reap(void *unused)
3535 {
3536         struct list_head *walk;
3537         struct kmem_list3 *l3;
3538
3539         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3540                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3541                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3542                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3543                 return;
3544         }
3545
3546         list_for_each(walk, &cache_chain) {
3547                 struct kmem_cache *searchp;
3548                 struct list_head *p;
3549                 int tofree;
3550                 struct slab *slabp;
3551
3552                 searchp = list_entry(walk, struct kmem_cache, next);
3553
3554                 if (searchp->flags & SLAB_NO_REAP)
3555                         goto next;
3556
3557                 check_irq_on();
3558
3559                 l3 = searchp->nodelists[numa_node_id()];
3560                 reap_alien(searchp, l3);
3561                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3562
3563                 drain_array_locked(searchp, cpu_cache_get(searchp), 0,
3564                                    numa_node_id());
3565
3566                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3567                         goto next_unlock;
3568
3569                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3570
3571                 if (l3->shared)
3572                         drain_array_locked(searchp, l3->shared, 0,
3573                                            numa_node_id());
3574
3575                 if (l3->free_touched) {
3576                         l3->free_touched = 0;
3577                         goto next_unlock;
3578                 }
3579
3580                 tofree =
3581                     (l3->free_limit + 5 * searchp->num -
3582                      1) / (5 * searchp->num);
3583                 do {
3584                         p = l3->slabs_free.next;
3585                         if (p == &(l3->slabs_free))
3586                                 break;
3587
3588                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3589                         BUG_ON(slabp->inuse);
3590                         list_del(&slabp->list);
3591                         STATS_INC_REAPED(searchp);
3592
3593                         /* Safe to drop the lock. The slab is no longer
3594                          * linked to the cache.
3595                          * searchp cannot disappear, we hold
3596                          * cache_chain_lock
3597                          */
3598                         l3->free_objects -= searchp->num;
3599                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3600                         slab_destroy(searchp, slabp);
3601                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3602                 } while (--tofree > 0);
3603               next_unlock:
3604                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3605               next:
3606                 cond_resched();
3607         }
3608         check_irq_on();
3609         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3610         next_reap_node();
3611         /* Setup the next iteration */
3612         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3613 }
3614
3615 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3616
3617 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3618 {
3619         /*
3620          * Output format version, so at least we can change it
3621          * without _too_ many complaints.
3622          */
3623 #if STATS
3624         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3625 #else
3626         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3627 #endif
3628         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3629                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3630         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3631         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3632 #if STATS
3633         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3634                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees>");
3635         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3636 #endif
3637         seq_putc(m, '\n');
3638 }
3639
3640 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3641 {
3642         loff_t n = *pos;
3643         struct list_head *p;
3644
3645         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3646         if (!n)
3647                 print_slabinfo_header(m);
3648         p = cache_chain.next;
3649         while (n--) {
3650                 p = p->next;
3651                 if (p == &cache_chain)
3652                         return NULL;
3653         }
3654         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3655 }
3656
3657 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3658 {
3659         struct kmem_cache *cachep = p;
3660         ++*pos;
3661         return cachep->next.next == &cache_chain ? NULL
3662             : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3663 }
3664
3665 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3666 {
3667         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3668 }
3669
3670 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3671 {
3672         struct kmem_cache *cachep = p;
3673         struct list_head *q;
3674         struct slab *slabp;
3675         unsigned long active_objs;
3676         unsigned long num_objs;
3677         unsigned long active_slabs = 0;
3678         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3679         const char *name;
3680         char *error = NULL;
3681         int node;
3682         struct kmem_list3 *l3;
3683
3684         spin_lock(&cachep->spinlock);
3685         active_objs = 0;
3686         num_slabs = 0;
3687         for_each_online_node(node) {
3688                 l3 = cachep->nodelists[node];
3689                 if (!l3)
3690                         continue;
3691
3692                 check_irq_on();
3693                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3694
3695                 list_for_each(q, &l3->slabs_full) {
3696                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3697                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3698                                 error = "slabs_full accounting error";
3699                         active_objs += cachep->num;
3700                         active_slabs++;
3701                 }
3702                 list_for_each(q, &l3->slabs_partial) {
3703                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3704                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3705                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3706                         if (!slabp->inuse && !error)
3707                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3708                         active_objs += slabp->inuse;
3709                         active_slabs++;
3710                 }
3711                 list_for_each(q, &l3->slabs_free) {
3712                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3713                         if (slabp->inuse && !error)
3714                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3715                         num_slabs++;
3716                 }
3717                 free_objects += l3->free_objects;
3718                 if (l3->shared)
3719                         shared_avail += l3->shared->avail;
3720
3721                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3722         }
3723         num_slabs += active_slabs;
3724         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3725         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3726                 error = "free_objects accounting error";
3727
3728         name = cachep->name;
3729         if (error)
3730                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3731
3732         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3733                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3734                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3735         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3736                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3737         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3738                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3739 #if STATS
3740         {                       /* list3 stats */
3741                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3742                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3743                 unsigned long grown = cachep->grown;
3744                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3745                 unsigned long errors = cachep->errors;
3746                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3747                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3748                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3749
3750                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3751                                 %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown, reaped, errors, max_freeable, node_allocs, node_frees);
3752         }
3753         /* cpu stats */
3754         {
3755                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3756                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3757                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3758                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3759
3760                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3761                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3762         }
3763 #endif
3764         seq_putc(m, '\n');
3765         spin_unlock(&cachep->spinlock);
3766         return 0;
3767 }
3768
3769 /*
3770  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3771  *
3772  * Output layout:
3773  * cache-name
3774  * num-active-objs
3775  * total-objs
3776  * object size
3777  * num-active-slabs
3778  * total-slabs
3779  * num-pages-per-slab
3780  * + further values on SMP and with statistics enabled
3781  */
3782
3783 struct seq_operations slabinfo_op = {
3784         .start = s_start,
3785         .next = s_next,
3786         .stop = s_stop,
3787         .show = s_show,
3788 };
3789
3790 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3791 /**
3792  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3793  * @file: unused
3794  * @buffer: user buffer
3795  * @count: data length
3796  * @ppos: unused
3797  */
3798 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
3799                        size_t count, loff_t *ppos)
3800 {
3801         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
3802         int limit, batchcount, shared, res;
3803         struct list_head *p;
3804
3805         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3806                 return -EINVAL;
3807         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3808                 return -EFAULT;
3809         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
3810
3811         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3812         if (!tmp)
3813                 return -EINVAL;
3814         *tmp = '\0';
3815         tmp++;
3816         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3817                 return -EINVAL;
3818
3819         /* Find the cache in the chain of caches. */
3820         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3821         res = -EINVAL;
3822         list_for_each(p, &cache_chain) {
3823                 struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache,
3824                                                        next);
3825
3826                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3827                         if (limit < 1 ||
3828                             batchcount < 1 ||
3829                             batchcount > limit || shared < 0) {
3830                                 res = 0;
3831                         } else {
3832                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
3833                                                        batchcount, shared);
3834                         }
3835                         break;
3836                 }
3837         }
3838         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3839         if (res >= 0)
3840                 res = count;
3841         return res;
3842 }
3843 #endif
3844
3845 /**
3846  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
3847  * @objp: Pointer to the object
3848  *
3849  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
3850  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
3851  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
3852  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
3853  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
3854  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
3855  * must not be freed during the duration of the call.
3856  */
3857 unsigned int ksize(const void *objp)
3858 {
3859         if (unlikely(objp == NULL))
3860                 return 0;
3861
3862         return obj_size(virt_to_cache(objp));
3863 }