1db4d7313853c948ed20960ff3dc3ced3b7aca16
[linux-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 kmem_cache_t and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the semaphore 'cache_chain_sem'.
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
107 #include        <asm/uaccess.h>
108 #include        <asm/cacheflush.h>
109 #include        <asm/tlbflush.h>
110 #include        <asm/page.h>
111
112 /*
113  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
114  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
115  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
116  *
117  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
118  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
119  *
120  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
121  */
122
123 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
124 #define DEBUG           1
125 #define STATS           1
126 #define FORCED_DEBUG    1
127 #else
128 #define DEBUG           0
129 #define STATS           0
130 #define FORCED_DEBUG    0
131 #endif
132
133
134 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
135 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
136
137 #ifndef cache_line_size
138 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
139 #endif
140
141 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
142 /*
143  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
144  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
145  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
146  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
147  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
148  * Note that this flag disables some debug features.
149  */
150 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
151 #endif
152
153 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
154 /*
155  * Enforce a minimum alignment for all caches.
156  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
157  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
158  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
159  * some debug features.
160  */
161 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
162 #endif
163
164 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
165 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
166 #endif
167
168 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
169 #if DEBUG
170 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
171                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
172                          SLAB_NO_REAP | SLAB_CACHE_DMA | \
173                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
174                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
175                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
176 #else
177 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_REAP | \
178                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
179                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
180                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
181 #endif
182
183 /*
184  * kmem_bufctl_t:
185  *
186  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
187  * linked offsets.
188  *
189  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
190  * slab an object belongs to.
191  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
192  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
193  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
194  * that does not use off-slab slabs.
195  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
196  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
197  * to have too many per slab.
198  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
199  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
200  */
201
202 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
203 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
204 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
205 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
206
207 /* Max number of objs-per-slab for caches which use off-slab slabs.
208  * Needed to avoid a possible looping condition in cache_grow().
209  */
210 static unsigned long offslab_limit;
211
212 /*
213  * struct slab
214  *
215  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
216  * for a slab, or allocated from an general cache.
217  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
218  */
219 struct slab {
220         struct list_head        list;
221         unsigned long           colouroff;
222         void                    *s_mem;         /* including colour offset */
223         unsigned int            inuse;          /* num of objs active in slab */
224         kmem_bufctl_t           free;
225         unsigned short          nodeid;
226 };
227
228 /*
229  * struct slab_rcu
230  *
231  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
232  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
233  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
234  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
235  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
236  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
237  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
238  *
239  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
240  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
241  *
242  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
243  */
244 struct slab_rcu {
245         struct rcu_head         head;
246         kmem_cache_t            *cachep;
247         void                    *addr;
248 };
249
250 /*
251  * struct array_cache
252  *
253  * Purpose:
254  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
255  * - reduce the number of linked list operations
256  * - reduce spinlock operations
257  *
258  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
259  * footprint.
260  *
261  */
262 struct array_cache {
263         unsigned int avail;
264         unsigned int limit;
265         unsigned int batchcount;
266         unsigned int touched;
267         spinlock_t lock;
268         void *entry[0];         /*
269                                  * Must have this definition in here for the proper
270                                  * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
271                                  * the entries.
272                                  * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
273                                  */
274 };
275
276 /* bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore,
277  * but the cpuarrays are allocated from the generic caches...
278  */
279 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
280 struct arraycache_init {
281         struct array_cache cache;
282         void * entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
283 };
284
285 /*
286  * The slab lists for all objects.
287  */
288 struct kmem_list3 {
289         struct list_head        slabs_partial;  /* partial list first, better asm code */
290         struct list_head        slabs_full;
291         struct list_head        slabs_free;
292         unsigned long   free_objects;
293         unsigned long   next_reap;
294         int             free_touched;
295         unsigned int    free_limit;
296         spinlock_t      list_lock;
297         struct array_cache      *shared;        /* shared per node */
298         struct array_cache      **alien;        /* on other nodes */
299 };
300
301 /*
302  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
303  */
304 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
305 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
306 #define CACHE_CACHE 0
307 #define SIZE_AC 1
308 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
309
310 /*
311  * This function must be completely optimized away if
312  * a constant is passed to it. Mostly the same as
313  * what is in linux/slab.h except it returns an
314  * index.
315  */
316 static __always_inline int index_of(const size_t size)
317 {
318         if (__builtin_constant_p(size)) {
319                 int i = 0;
320
321 #define CACHE(x) \
322         if (size <=x) \
323                 return i; \
324         else \
325                 i++;
326 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
327 #undef CACHE
328                 {
329                         extern void __bad_size(void);
330                         __bad_size();
331                 }
332         } else
333                 BUG();
334         return 0;
335 }
336
337 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
338 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
339
340 static inline void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
341 {
342         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
343         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
344         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
345         parent->shared = NULL;
346         parent->alien = NULL;
347         spin_lock_init(&parent->list_lock);
348         parent->free_objects = 0;
349         parent->free_touched = 0;
350 }
351
352 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)  \
353         do {    \
354                 INIT_LIST_HEAD(listp);          \
355                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
356         } while (0)
357
358 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                     \
359         do {                                    \
360         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
361         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
362         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
363         } while (0)
364
365 /*
366  * kmem_cache_t
367  *
368  * manages a cache.
369  */
370         
371 struct kmem_cache {
372 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
373         struct array_cache      *array[NR_CPUS];
374         unsigned int            batchcount;
375         unsigned int            limit;
376         unsigned int            shared;
377         unsigned int            objsize;
378 /* 2) touched by every alloc & free from the backend */
379         struct kmem_list3       *nodelists[MAX_NUMNODES];
380         unsigned int            flags;  /* constant flags */
381         unsigned int            num;    /* # of objs per slab */
382         spinlock_t              spinlock;
383
384 /* 3) cache_grow/shrink */
385         /* order of pgs per slab (2^n) */
386         unsigned int            gfporder;
387
388         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
389         gfp_t                   gfpflags;
390
391         size_t                  colour;         /* cache colouring range */
392         unsigned int            colour_off;     /* colour offset */
393         unsigned int            colour_next;    /* cache colouring */
394         kmem_cache_t            *slabp_cache;
395         unsigned int            slab_size;
396         unsigned int            dflags;         /* dynamic flags */
397
398         /* constructor func */
399         void (*ctor)(void *, kmem_cache_t *, unsigned long);
400
401         /* de-constructor func */
402         void (*dtor)(void *, kmem_cache_t *, unsigned long);
403
404 /* 4) cache creation/removal */
405         const char              *name;
406         struct list_head        next;
407
408 /* 5) statistics */
409 #if STATS
410         unsigned long           num_active;
411         unsigned long           num_allocations;
412         unsigned long           high_mark;
413         unsigned long           grown;
414         unsigned long           reaped;
415         unsigned long           errors;
416         unsigned long           max_freeable;
417         unsigned long           node_allocs;
418         unsigned long           node_frees;
419         atomic_t                allochit;
420         atomic_t                allocmiss;
421         atomic_t                freehit;
422         atomic_t                freemiss;
423 #endif
424 #if DEBUG
425         int                     dbghead;
426         int                     reallen;
427 #endif
428 };
429
430 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
431 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
432
433 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
434 /* Optimization question: fewer reaps means less 
435  * probability for unnessary cpucache drain/refill cycles.
436  *
437  * OTHO the cpuarrays can contain lots of objects,
438  * which could lock up otherwise freeable slabs.
439  */
440 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
441 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
442
443 #if STATS
444 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
445 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
446 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
447 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
448 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
449 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { if ((x)->num_active > (x)->high_mark) \
450                                         (x)->high_mark = (x)->num_active; \
451                                 } while (0)
452 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
453 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
454 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
455 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
456                                 do { if ((x)->max_freeable < i) \
457                                         (x)->max_freeable = i; \
458                                 } while (0)
459
460 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
461 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
462 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
463 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
464 #else
465 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
466 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
467 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
468 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
469 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
470 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
471 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
472 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
473 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
474 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
475                                 do { } while (0)
476
477 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
478 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
479 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
480 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
481 #endif
482
483 #if DEBUG
484 /* Magic nums for obj red zoning.
485  * Placed in the first word before and the first word after an obj.
486  */
487 #define RED_INACTIVE    0x5A2CF071UL    /* when obj is inactive */
488 #define RED_ACTIVE      0x170FC2A5UL    /* when obj is active */
489
490 /* ...and for poisoning */
491 #define POISON_INUSE    0x5a    /* for use-uninitialised poisoning */
492 #define POISON_FREE     0x6b    /* for use-after-free poisoning */
493 #define POISON_END      0xa5    /* end-byte of poisoning */
494
495 /* memory layout of objects:
496  * 0            : objp
497  * 0 .. cachep->dbghead - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
498  *              the end of an object is aligned with the end of the real
499  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
500  * cachep->dbghead - BYTES_PER_WORD .. cachep->dbghead - 1:
501  *              redzone word.
502  * cachep->dbghead: The real object.
503  * cachep->objsize - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
504  * cachep->objsize - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address [BYTES_PER_WORD long]
505  */
506 static int obj_dbghead(kmem_cache_t *cachep)
507 {
508         return cachep->dbghead;
509 }
510
511 static int obj_reallen(kmem_cache_t *cachep)
512 {
513         return cachep->reallen;
514 }
515
516 static unsigned long *dbg_redzone1(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
517 {
518         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
519         return (unsigned long*) (objp+obj_dbghead(cachep)-BYTES_PER_WORD);
520 }
521
522 static unsigned long *dbg_redzone2(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
523 {
524         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
525         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
526                 return (unsigned long*) (objp+cachep->objsize-2*BYTES_PER_WORD);
527         return (unsigned long*) (objp+cachep->objsize-BYTES_PER_WORD);
528 }
529
530 static void **dbg_userword(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
531 {
532         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
533         return (void**)(objp+cachep->objsize-BYTES_PER_WORD);
534 }
535
536 #else
537
538 #define obj_dbghead(x)                  0
539 #define obj_reallen(cachep)             (cachep->objsize)
540 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
541 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
542 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
543
544 #endif
545
546 /*
547  * Maximum size of an obj (in 2^order pages)
548  * and absolute limit for the gfp order.
549  */
550 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
551 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
552 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
553 #elif defined(CONFIG_MMU)
554 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
555 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
556 #else
557 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
558 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
559 #endif
560
561 /*
562  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
563  */
564 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
565 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
566 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
567
568 /* Macros for storing/retrieving the cachep and or slab from the
569  * global 'mem_map'. These are used to find the slab an obj belongs to.
570  * With kfree(), these are used to find the cache which an obj belongs to.
571  */
572 #define SET_PAGE_CACHE(pg,x)  ((pg)->lru.next = (struct list_head *)(x))
573 #define GET_PAGE_CACHE(pg)    ((kmem_cache_t *)(pg)->lru.next)
574 #define SET_PAGE_SLAB(pg,x)   ((pg)->lru.prev = (struct list_head *)(x))
575 #define GET_PAGE_SLAB(pg)     ((struct slab *)(pg)->lru.prev)
576
577 /* These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes. */
578 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
579 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
580 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
581         CACHE(ULONG_MAX)
582 #undef CACHE
583 };
584 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
585
586 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
587 struct cache_names {
588         char *name;
589         char *name_dma;
590 };
591
592 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
593 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
594 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
595         { NULL, }
596 #undef CACHE
597 };
598
599 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
600         { { 0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
601 static struct arraycache_init initarray_generic =
602         { { 0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
603
604 /* internal cache of cache description objs */
605 static kmem_cache_t cache_cache = {
606         .batchcount     = 1,
607         .limit          = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
608         .shared         = 1,
609         .objsize        = sizeof(kmem_cache_t),
610         .flags          = SLAB_NO_REAP,
611         .spinlock       = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
612         .name           = "kmem_cache",
613 #if DEBUG
614         .reallen        = sizeof(kmem_cache_t),
615 #endif
616 };
617
618 /* Guard access to the cache-chain. */
619 static struct semaphore cache_chain_sem;
620 static struct list_head cache_chain;
621
622 /*
623  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many
624  * slab-allocated pages are possibly freeable under pressure
625  *
626  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
627  */
628 atomic_t slab_reclaim_pages;
629
630 /*
631  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
632  * until the general caches are up.
633  */
634 static enum {
635         NONE,
636         PARTIAL_AC,
637         PARTIAL_L3,
638         FULL
639 } g_cpucache_up;
640
641 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
642
643 static void free_block(kmem_cache_t* cachep, void** objpp, int len, int node);
644 static void enable_cpucache (kmem_cache_t *cachep);
645 static void cache_reap (void *unused);
646 static int __node_shrink(kmem_cache_t *cachep, int node);
647
648 static inline struct array_cache *ac_data(kmem_cache_t *cachep)
649 {
650         return cachep->array[smp_processor_id()];
651 }
652
653 static inline kmem_cache_t *__find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
654 {
655         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
656
657 #if DEBUG
658         /* This happens if someone tries to call
659         * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
660         * the generic caches are initialized.
661         */
662         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
663 #endif
664         while (size > csizep->cs_size)
665                 csizep++;
666
667         /*
668          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
669          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
670          * for large kmalloc calls required.
671          */
672         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
673                 return csizep->cs_dmacachep;
674         return csizep->cs_cachep;
675 }
676
677 kmem_cache_t *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
678 {
679         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
680 }
681 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
682
683 /* Cal the num objs, wastage, and bytes left over for a given slab size. */
684 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t size, size_t align,
685                  int flags, size_t *left_over, unsigned int *num)
686 {
687         int i;
688         size_t wastage = PAGE_SIZE<<gfporder;
689         size_t extra = 0;
690         size_t base = 0;
691
692         if (!(flags & CFLGS_OFF_SLAB)) {
693                 base = sizeof(struct slab);
694                 extra = sizeof(kmem_bufctl_t);
695         }
696         i = 0;
697         while (i*size + ALIGN(base+i*extra, align) <= wastage)
698                 i++;
699         if (i > 0)
700                 i--;
701
702         if (i > SLAB_LIMIT)
703                 i = SLAB_LIMIT;
704
705         *num = i;
706         wastage -= i*size;
707         wastage -= ALIGN(base+i*extra, align);
708         *left_over = wastage;
709 }
710
711 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
712
713 static void __slab_error(const char *function, kmem_cache_t *cachep, char *msg)
714 {
715         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
716                 function, cachep->name, msg);
717         dump_stack();
718 }
719
720 /*
721  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
722  * via the workqueue/eventd.
723  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
724  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
725  * lock.
726  */
727 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
728 {
729         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
730
731         /*
732          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
733          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
734          * at that time.
735          */
736         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
737                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
738                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
739         }
740 }
741
742 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
743                                                 int batchcount)
744 {
745         int memsize = sizeof(void*)*entries+sizeof(struct array_cache);
746         struct array_cache *nc = NULL;
747
748         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
749         if (nc) {
750                 nc->avail = 0;
751                 nc->limit = entries;
752                 nc->batchcount = batchcount;
753                 nc->touched = 0;
754                 spin_lock_init(&nc->lock);
755         }
756         return nc;
757 }
758
759 #ifdef CONFIG_NUMA
760 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
761 {
762         struct array_cache **ac_ptr;
763         int memsize = sizeof(void*)*MAX_NUMNODES;
764         int i;
765
766         if (limit > 1)
767                 limit = 12;
768         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
769         if (ac_ptr) {
770                 for_each_node(i) {
771                         if (i == node || !node_online(i)) {
772                                 ac_ptr[i] = NULL;
773                                 continue;
774                         }
775                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
776                         if (!ac_ptr[i]) {
777                                 for (i--; i <=0; i--)
778                                         kfree(ac_ptr[i]);
779                                 kfree(ac_ptr);
780                                 return NULL;
781                         }
782                 }
783         }
784         return ac_ptr;
785 }
786
787 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
788 {
789         int i;
790
791         if (!ac_ptr)
792                 return;
793
794         for_each_node(i)
795                 kfree(ac_ptr[i]);
796
797         kfree(ac_ptr);
798 }
799
800 static inline void __drain_alien_cache(kmem_cache_t *cachep, struct array_cache *ac, int node)
801 {
802         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
803
804         if (ac->avail) {
805                 spin_lock(&rl3->list_lock);
806                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
807                 ac->avail = 0;
808                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
809         }
810 }
811
812 static void drain_alien_cache(kmem_cache_t *cachep, struct kmem_list3 *l3)
813 {
814         int i=0;
815         struct array_cache *ac;
816         unsigned long flags;
817
818         for_each_online_node(i) {
819                 ac = l3->alien[i];
820                 if (ac) {
821                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
822                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
823                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
824                 }
825         }
826 }
827 #else
828 #define alloc_alien_cache(node, limit) do { } while (0)
829 #define free_alien_cache(ac_ptr) do { } while (0)
830 #define drain_alien_cache(cachep, l3) do { } while (0)
831 #endif
832
833 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
834                                   unsigned long action, void *hcpu)
835 {
836         long cpu = (long)hcpu;
837         kmem_cache_t* cachep;
838         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
839         int node = cpu_to_node(cpu);
840         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
841         struct array_cache *nc = NULL;
842
843         switch (action) {
844         case CPU_UP_PREPARE:
845                 down(&cache_chain_sem);
846                 /* we need to do this right in the beginning since
847                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
848                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
849                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
850                  */
851
852                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
853                         /* setup the size64 kmemlist for cpu before we can
854                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
855                          * node has not already allocated this
856                          */
857                         if (!cachep->nodelists[node]) {
858                                 if (!(l3 = kmalloc_node(memsize,
859                                                 GFP_KERNEL, node)))
860                                         goto bad;
861                                 kmem_list3_init(l3);
862                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
863                                   ((unsigned long)cachep)%REAPTIMEOUT_LIST3;
864
865                                 cachep->nodelists[node] = l3;
866                         }
867
868                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
869                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
870                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
871                                 cachep->batchcount + cachep->num;
872                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
873                 }
874
875                 /* Now we can go ahead with allocating the shared array's
876                   & array cache's */
877                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
878                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
879                                         cachep->batchcount);
880                         if (!nc)
881                                 goto bad;
882                         cachep->array[cpu] = nc;
883
884                         l3 = cachep->nodelists[node];
885                         BUG_ON(!l3);
886                         if (!l3->shared) {
887                                 if (!(nc = alloc_arraycache(node,
888                                         cachep->shared*cachep->batchcount,
889                                         0xbaadf00d)))
890                                         goto  bad;
891
892                                 /* we are serialised from CPU_DEAD or
893                                   CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock */
894                                 l3->shared = nc;
895                         }
896                 }
897                 up(&cache_chain_sem);
898                 break;
899         case CPU_ONLINE:
900                 start_cpu_timer(cpu);
901                 break;
902 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
903         case CPU_DEAD:
904                 /* fall thru */
905         case CPU_UP_CANCELED:
906                 down(&cache_chain_sem);
907
908                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
909                         struct array_cache *nc;
910                         cpumask_t mask;
911
912                         mask = node_to_cpumask(node);
913                         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
914                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
915                         nc = cachep->array[cpu];
916                         cachep->array[cpu] = NULL;
917                         l3 = cachep->nodelists[node];
918
919                         if (!l3)
920                                 goto unlock_cache;
921
922                         spin_lock(&l3->list_lock);
923
924                         /* Free limit for this kmem_list3 */
925                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
926                         if (nc)
927                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
928
929                         if (!cpus_empty(mask)) {
930                                 spin_unlock(&l3->list_lock);
931                                 goto unlock_cache;
932                         }
933
934                         if (l3->shared) {
935                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
936                                                 l3->shared->avail, node);
937                                 kfree(l3->shared);
938                                 l3->shared = NULL;
939                         }
940                         if (l3->alien) {
941                                 drain_alien_cache(cachep, l3);
942                                 free_alien_cache(l3->alien);
943                                 l3->alien = NULL;
944                         }
945
946                         /* free slabs belonging to this node */
947                         if (__node_shrink(cachep, node)) {
948                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
949                                 spin_unlock(&l3->list_lock);
950                                 kfree(l3);
951                         } else {
952                                 spin_unlock(&l3->list_lock);
953                         }
954 unlock_cache:
955                         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
956                         kfree(nc);
957                 }
958                 up(&cache_chain_sem);
959                 break;
960 #endif
961         }
962         return NOTIFY_OK;
963 bad:
964         up(&cache_chain_sem);
965         return NOTIFY_BAD;
966 }
967
968 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
969
970 /*
971  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
972  */
973 static void init_list(kmem_cache_t *cachep, struct kmem_list3 *list,
974                 int nodeid)
975 {
976         struct kmem_list3 *ptr;
977
978         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
979         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
980         BUG_ON(!ptr);
981
982         local_irq_disable();
983         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
984         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
985         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
986         local_irq_enable();
987 }
988
989 /* Initialisation.
990  * Called after the gfp() functions have been enabled, and before smp_init().
991  */
992 void __init kmem_cache_init(void)
993 {
994         size_t left_over;
995         struct cache_sizes *sizes;
996         struct cache_names *names;
997         int i;
998
999         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1000                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1001                 if (i < MAX_NUMNODES)
1002                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1003         }
1004
1005         /*
1006          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1007          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1008          */
1009         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1010                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1011
1012         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1013          * from caches that do not exist yet:
1014          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the kmem_cache_t
1015          *    structures of all caches, except cache_cache itself: cache_cache
1016          *    is statically allocated.
1017          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1018          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1019          *    array at the end of the bootstrap.
1020          * 2) Create the first kmalloc cache.
1021          *    The kmem_cache_t for the new cache is allocated normally.
1022          *    An __init data area is used for the head array.
1023          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1024          *    head arrays.
1025          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1026          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1027          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1028          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1029          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1030          */
1031
1032         /* 1) create the cache_cache */
1033         init_MUTEX(&cache_chain_sem);
1034         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1035         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1036         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1037         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1038         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1039
1040         cache_cache.objsize = ALIGN(cache_cache.objsize, cache_line_size());
1041
1042         cache_estimate(0, cache_cache.objsize, cache_line_size(), 0,
1043                                 &left_over, &cache_cache.num);
1044         if (!cache_cache.num)
1045                 BUG();
1046
1047         cache_cache.colour = left_over/cache_cache.colour_off;
1048         cache_cache.colour_next = 0;
1049         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num*sizeof(kmem_bufctl_t) +
1050                                 sizeof(struct slab), cache_line_size());
1051
1052         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1053         sizes = malloc_sizes;
1054         names = cache_names;
1055
1056         /* Initialize the caches that provide memory for the array cache
1057          * and the kmem_list3 structures first.
1058          * Without this, further allocations will bug
1059          */
1060
1061         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1062                                 sizes[INDEX_AC].cs_size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1063                                 (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_PANIC), NULL, NULL);
1064
1065         if (INDEX_AC != INDEX_L3)
1066                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1067                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1068                                 sizes[INDEX_L3].cs_size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1069                                 (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_PANIC), NULL, NULL);
1070
1071         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1072                 /*
1073                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1074                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1075                  * eliminates "false sharing".
1076                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1077                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1078                  */
1079                 if(!sizes->cs_cachep)
1080                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1081                                 sizes->cs_size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1082                                 (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_PANIC), NULL, NULL);
1083
1084                 /* Inc off-slab bufctl limit until the ceiling is hit. */
1085                 if (!(OFF_SLAB(sizes->cs_cachep))) {
1086                         offslab_limit = sizes->cs_size-sizeof(struct slab);
1087                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1088                 }
1089
1090                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1091                         sizes->cs_size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1092                         (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_CACHE_DMA | SLAB_PANIC),
1093                         NULL, NULL);
1094
1095                 sizes++;
1096                 names++;
1097         }
1098         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1099         {
1100                 void * ptr;
1101
1102                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1103
1104                 local_irq_disable();
1105                 BUG_ON(ac_data(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1106                 memcpy(ptr, ac_data(&cache_cache),
1107                                 sizeof(struct arraycache_init));
1108                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1109                 local_irq_enable();
1110
1111                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1112
1113                 local_irq_disable();
1114                 BUG_ON(ac_data(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1115                                 != &initarray_generic.cache);
1116                 memcpy(ptr, ac_data(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1117                                 sizeof(struct arraycache_init));
1118                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1119                                                 ptr;
1120                 local_irq_enable();
1121         }
1122         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1123         {
1124                 int node;
1125                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1126                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1127                                 numa_node_id());
1128
1129                 for_each_online_node(node) {
1130                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1131                                         &initkmem_list3[SIZE_AC+node], node);
1132
1133                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1134                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1135                                                 &initkmem_list3[SIZE_L3+node],
1136                                                 node);
1137                         }
1138                 }
1139         }
1140
1141         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1142         {
1143                 kmem_cache_t *cachep;
1144                 down(&cache_chain_sem);
1145                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1146                         enable_cpucache(cachep);
1147                 up(&cache_chain_sem);
1148         }
1149
1150         /* Done! */
1151         g_cpucache_up = FULL;
1152
1153         /* Register a cpu startup notifier callback
1154          * that initializes ac_data for all new cpus
1155          */
1156         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1157
1158         /* The reap timers are started later, with a module init call:
1159          * That part of the kernel is not yet operational.
1160          */
1161 }
1162
1163 static int __init cpucache_init(void)
1164 {
1165         int cpu;
1166
1167         /* 
1168          * Register the timers that return unneeded
1169          * pages to gfp.
1170          */
1171         for_each_online_cpu(cpu)
1172                 start_cpu_timer(cpu);
1173
1174         return 0;
1175 }
1176
1177 __initcall(cpucache_init);
1178
1179 /*
1180  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1181  *
1182  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1183  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1184  * would be relatively rare and ignorable.
1185  */
1186 static void *kmem_getpages(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1187 {
1188         struct page *page;
1189         void *addr;
1190         int i;
1191
1192         flags |= cachep->gfpflags;
1193         if (likely(nodeid == -1)) {
1194                 page = alloc_pages(flags, cachep->gfporder);
1195         } else {
1196                 page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1197         }
1198         if (!page)
1199                 return NULL;
1200         addr = page_address(page);
1201
1202         i = (1 << cachep->gfporder);
1203         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1204                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
1205         add_page_state(nr_slab, i);
1206         while (i--) {
1207                 SetPageSlab(page);
1208                 page++;
1209         }
1210         return addr;
1211 }
1212
1213 /*
1214  * Interface to system's page release.
1215  */
1216 static void kmem_freepages(kmem_cache_t *cachep, void *addr)
1217 {
1218         unsigned long i = (1<<cachep->gfporder);
1219         struct page *page = virt_to_page(addr);
1220         const unsigned long nr_freed = i;
1221
1222         while (i--) {
1223                 if (!TestClearPageSlab(page))
1224                         BUG();
1225                 page++;
1226         }
1227         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
1228         if (current->reclaim_state)
1229                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1230         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1231         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) 
1232                 atomic_sub(1<<cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1233 }
1234
1235 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1236 {
1237         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *) head;
1238         kmem_cache_t *cachep = slab_rcu->cachep;
1239
1240         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1241         if (OFF_SLAB(cachep))
1242                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1243 }
1244
1245 #if DEBUG
1246
1247 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1248 static void store_stackinfo(kmem_cache_t *cachep, unsigned long *addr,
1249                                 unsigned long caller)
1250 {
1251         int size = obj_reallen(cachep);
1252
1253         addr = (unsigned long *)&((char*)addr)[obj_dbghead(cachep)];
1254
1255         if (size < 5*sizeof(unsigned long))
1256                 return;
1257
1258         *addr++=0x12345678;
1259         *addr++=caller;
1260         *addr++=smp_processor_id();
1261         size -= 3*sizeof(unsigned long);
1262         {
1263                 unsigned long *sptr = &caller;
1264                 unsigned long svalue;
1265
1266                 while (!kstack_end(sptr)) {
1267                         svalue = *sptr++;
1268                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1269                                 *addr++=svalue;
1270                                 size -= sizeof(unsigned long);
1271                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1272                                         break;
1273                         }
1274                 }
1275
1276         }
1277         *addr++=0x87654321;
1278 }
1279 #endif
1280
1281 static void poison_obj(kmem_cache_t *cachep, void *addr, unsigned char val)
1282 {
1283         int size = obj_reallen(cachep);
1284         addr = &((char*)addr)[obj_dbghead(cachep)];
1285
1286         memset(addr, val, size);
1287         *(unsigned char *)(addr+size-1) = POISON_END;
1288 }
1289
1290 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1291 {
1292         int i;
1293         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1294         for (i=0;i<limit;i++) {
1295                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset+i]);
1296         }
1297         printk("\n");
1298 }
1299 #endif
1300
1301 #if DEBUG
1302
1303 static void print_objinfo(kmem_cache_t *cachep, void *objp, int lines)
1304 {
1305         int i, size;
1306         char *realobj;
1307
1308         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1309                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1310                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1311                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1312         }
1313
1314         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1315                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1316                                 *dbg_userword(cachep, objp));
1317                 print_symbol("(%s)",
1318                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1319                 printk("\n");
1320         }
1321         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1322         size = obj_reallen(cachep);
1323         for (i=0; i<size && lines;i+=16, lines--) {
1324                 int limit;
1325                 limit = 16;
1326                 if (i+limit > size)
1327                         limit = size-i;
1328                 dump_line(realobj, i, limit);
1329         }
1330 }
1331
1332 static void check_poison_obj(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
1333 {
1334         char *realobj;
1335         int size, i;
1336         int lines = 0;
1337
1338         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1339         size = obj_reallen(cachep);
1340
1341         for (i=0;i<size;i++) {
1342                 char exp = POISON_FREE;
1343                 if (i == size-1)
1344                         exp = POISON_END;
1345                 if (realobj[i] != exp) {
1346                         int limit;
1347                         /* Mismatch ! */
1348                         /* Print header */
1349                         if (lines == 0) {
1350                                 printk(KERN_ERR "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1351                                                 realobj, size);
1352                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1353                         }
1354                         /* Hexdump the affected line */
1355                         i = (i/16)*16;
1356                         limit = 16;
1357                         if (i+limit > size)
1358                                 limit = size-i;
1359                         dump_line(realobj, i, limit);
1360                         i += 16;
1361                         lines++;
1362                         /* Limit to 5 lines */
1363                         if (lines > 5)
1364                                 break;
1365                 }
1366         }
1367         if (lines != 0) {
1368                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1369                  * exist:
1370                  */
1371                 struct slab *slabp = GET_PAGE_SLAB(virt_to_page(objp));
1372                 int objnr;
1373
1374                 objnr = (objp-slabp->s_mem)/cachep->objsize;
1375                 if (objnr) {
1376                         objp = slabp->s_mem+(objnr-1)*cachep->objsize;
1377                         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1378                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1379                                                 realobj, size);
1380                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1381                 }
1382                 if (objnr+1 < cachep->num) {
1383                         objp = slabp->s_mem+(objnr+1)*cachep->objsize;
1384                         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1385                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1386                                                 realobj, size);
1387                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1388                 }
1389         }
1390 }
1391 #endif
1392
1393 /* Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1394  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.
1395  * The cache-lock is not held/needed.
1396  */
1397 static void slab_destroy (kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp)
1398 {
1399         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1400
1401 #if DEBUG
1402         int i;
1403         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1404                 void *objp = slabp->s_mem + cachep->objsize * i;
1405
1406                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1407 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1408                         if ((cachep->objsize%PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep))
1409                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE,1);
1410                         else
1411                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1412 #else
1413                         check_poison_obj(cachep, objp);
1414 #endif
1415                 }
1416                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1417                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1418                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1419                                                         "was overwritten");
1420                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1421                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1422                                                         "was overwritten");
1423                 }
1424                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1425                         (cachep->dtor)(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, 0);
1426         }
1427 #else
1428         if (cachep->dtor) {
1429                 int i;
1430                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1431                         void* objp = slabp->s_mem+cachep->objsize*i;
1432                         (cachep->dtor)(objp, cachep, 0);
1433                 }
1434         }
1435 #endif
1436
1437         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1438                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1439
1440                 slab_rcu = (struct slab_rcu *) slabp;
1441                 slab_rcu->cachep = cachep;
1442                 slab_rcu->addr = addr;
1443                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1444         } else {
1445                 kmem_freepages(cachep, addr);
1446                 if (OFF_SLAB(cachep))
1447                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1448         }
1449 }
1450
1451 /* For setting up all the kmem_list3s for cache whose objsize is same
1452    as size of kmem_list3. */
1453 static inline void set_up_list3s(kmem_cache_t *cachep, int index)
1454 {
1455         int node;
1456
1457         for_each_online_node(node) {
1458                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index+node];
1459                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1460                         REAPTIMEOUT_LIST3 +
1461                         ((unsigned long)cachep)%REAPTIMEOUT_LIST3;
1462         }
1463 }
1464
1465 /**
1466  * kmem_cache_create - Create a cache.
1467  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1468  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1469  * @align: The required alignment for the objects.
1470  * @flags: SLAB flags
1471  * @ctor: A constructor for the objects.
1472  * @dtor: A destructor for the objects.
1473  *
1474  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1475  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1476  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1477  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1478  *
1479  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1480  * the module calling this has to destroy the cache before getting 
1481  * unloaded.
1482  * 
1483  * The flags are
1484  *
1485  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1486  * to catch references to uninitialised memory.
1487  *
1488  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1489  * for buffer overruns.
1490  *
1491  * %SLAB_NO_REAP - Don't automatically reap this cache when we're under
1492  * memory pressure.
1493  *
1494  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1495  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1496  * as davem.
1497  */
1498 kmem_cache_t *
1499 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1500         unsigned long flags, void (*ctor)(void*, kmem_cache_t *, unsigned long),
1501         void (*dtor)(void*, kmem_cache_t *, unsigned long))
1502 {
1503         size_t left_over, slab_size, ralign;
1504         kmem_cache_t *cachep = NULL;
1505         struct list_head *p;
1506
1507         /*
1508          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1509          */
1510         if ((!name) ||
1511                 in_interrupt() ||
1512                 (size < BYTES_PER_WORD) ||
1513                 (size > (1<<MAX_OBJ_ORDER)*PAGE_SIZE) ||
1514                 (dtor && !ctor)) {
1515                         printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n",
1516                                         __FUNCTION__, name);
1517                         BUG();
1518                 }
1519
1520         down(&cache_chain_sem);
1521
1522         list_for_each(p, &cache_chain) {
1523                 kmem_cache_t *pc = list_entry(p, kmem_cache_t, next);
1524                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
1525                 char tmp;
1526                 int res;
1527
1528                 /*
1529                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
1530                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
1531                  * area of the module.  Print a warning.
1532                  */
1533                 set_fs(KERNEL_DS);
1534                 res = __get_user(tmp, pc->name);
1535                 set_fs(old_fs);
1536                 if (res) {
1537                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
1538                                         pc->objsize);
1539                         continue;
1540                 }
1541
1542                 if (!strcmp(pc->name,name)) {
1543                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
1544                         dump_stack();
1545                         goto oops;
1546                 }
1547         }
1548
1549 #if DEBUG
1550         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1551         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1552                 /* No constructor, but inital state check requested */
1553                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1554                                 "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1555                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1556         }
1557
1558 #if FORCED_DEBUG
1559         /*
1560          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1561          * large objects, if the increased size would increase the object size
1562          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1563          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1564          */
1565         if ((size < 4096 || fls(size-1) == fls(size-1+3*BYTES_PER_WORD)))
1566                 flags |= SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER;
1567         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1568                 flags |= SLAB_POISON;
1569 #endif
1570         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1571                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
1572 #endif
1573         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1574                 BUG_ON(dtor);
1575
1576         /*
1577          * Always checks flags, a caller might be expecting debug
1578          * support which isn't available.
1579          */
1580         if (flags & ~CREATE_MASK)
1581                 BUG();
1582
1583         /* Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1584          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1585          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1586          */
1587         if (size & (BYTES_PER_WORD-1)) {
1588                 size += (BYTES_PER_WORD-1);
1589                 size &= ~(BYTES_PER_WORD-1);
1590         }
1591
1592         /* calculate out the final buffer alignment: */
1593         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
1594         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1595                 /* Default alignment: as specified by the arch code.
1596                  * Except if an object is really small, then squeeze multiple
1597                  * objects into one cacheline.
1598                  */
1599                 ralign = cache_line_size();
1600                 while (size <= ralign/2)
1601                         ralign /= 2;
1602         } else {
1603                 ralign = BYTES_PER_WORD;
1604         }
1605         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
1606         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
1607                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1608                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1609                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER);
1610         }
1611         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
1612         if (ralign < align) {
1613                 ralign = align;
1614                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1615                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER);
1616         }
1617         /* 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
1618          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
1619          */
1620         align = ralign;
1621
1622         /* Get cache's description obj. */
1623         cachep = (kmem_cache_t *) kmem_cache_alloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
1624         if (!cachep)
1625                 goto oops;
1626         memset(cachep, 0, sizeof(kmem_cache_t));
1627
1628 #if DEBUG
1629         cachep->reallen = size;
1630
1631         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1632                 /* redzoning only works with word aligned caches */
1633                 align = BYTES_PER_WORD;
1634
1635                 /* add space for red zone words */
1636                 cachep->dbghead += BYTES_PER_WORD;
1637                 size += 2*BYTES_PER_WORD;
1638         }
1639         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
1640                 /* user store requires word alignment and
1641                  * one word storage behind the end of the real
1642                  * object.
1643                  */
1644                 align = BYTES_PER_WORD;
1645                 size += BYTES_PER_WORD;
1646         }
1647 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
1648         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3+1].cs_size && cachep->reallen > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
1649                 cachep->dbghead += PAGE_SIZE - size;
1650                 size = PAGE_SIZE;
1651         }
1652 #endif
1653 #endif
1654
1655         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
1656         if (size >= (PAGE_SIZE>>3))
1657                 /*
1658                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
1659                  * off-slab (should allow better packing of objs).
1660                  */
1661                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
1662
1663         size = ALIGN(size, align);
1664
1665         if ((flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) && size <= PAGE_SIZE) {
1666                 /*
1667                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1668                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1669                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1670                  */
1671                 cachep->gfporder = 0;
1672                 cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1673                                         &left_over, &cachep->num);
1674         } else {
1675                 /*
1676                  * Calculate size (in pages) of slabs, and the num of objs per
1677                  * slab.  This could be made much more intelligent.  For now,
1678                  * try to avoid using high page-orders for slabs.  When the
1679                  * gfp() funcs are more friendly towards high-order requests,
1680                  * this should be changed.
1681                  */
1682                 do {
1683                         unsigned int break_flag = 0;
1684 cal_wastage:
1685                         cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1686                                                 &left_over, &cachep->num);
1687                         if (break_flag)
1688                                 break;
1689                         if (cachep->gfporder >= MAX_GFP_ORDER)
1690                                 break;
1691                         if (!cachep->num)
1692                                 goto next;
1693                         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB &&
1694                                         cachep->num > offslab_limit) {
1695                                 /* This num of objs will cause problems. */
1696                                 cachep->gfporder--;
1697                                 break_flag++;
1698                                 goto cal_wastage;
1699                         }
1700
1701                         /*
1702                          * Large num of objs is good, but v. large slabs are
1703                          * currently bad for the gfp()s.
1704                          */
1705                         if (cachep->gfporder >= slab_break_gfp_order)
1706                                 break;
1707
1708                         if ((left_over*8) <= (PAGE_SIZE<<cachep->gfporder))
1709                                 break;  /* Acceptable internal fragmentation. */
1710 next:
1711                         cachep->gfporder++;
1712                 } while (1);
1713         }
1714
1715         if (!cachep->num) {
1716                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
1717                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1718                 cachep = NULL;
1719                 goto oops;
1720         }
1721         slab_size = ALIGN(cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t)
1722                                 + sizeof(struct slab), align);
1723
1724         /*
1725          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1726          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1727          */
1728         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
1729                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
1730                 left_over -= slab_size;
1731         }
1732
1733         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1734                 /* really off slab. No need for manual alignment */
1735                 slab_size = cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t)+sizeof(struct slab);
1736         }
1737
1738         cachep->colour_off = cache_line_size();
1739         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
1740         if (cachep->colour_off < align)
1741                 cachep->colour_off = align;
1742         cachep->colour = left_over/cachep->colour_off;
1743         cachep->slab_size = slab_size;
1744         cachep->flags = flags;
1745         cachep->gfpflags = 0;
1746         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
1747                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
1748         spin_lock_init(&cachep->spinlock);
1749         cachep->objsize = size;
1750
1751         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
1752                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
1753         cachep->ctor = ctor;
1754         cachep->dtor = dtor;
1755         cachep->name = name;
1756
1757         /* Don't let CPUs to come and go */
1758         lock_cpu_hotplug();
1759
1760         if (g_cpucache_up == FULL) {
1761                 enable_cpucache(cachep);
1762         } else {
1763                 if (g_cpucache_up == NONE) {
1764                         /* Note: the first kmem_cache_create must create
1765                          * the cache that's used by kmalloc(24), otherwise
1766                          * the creation of further caches will BUG().
1767                          */
1768                         cachep->array[smp_processor_id()] =
1769                                 &initarray_generic.cache;
1770
1771                         /* If the cache that's used by
1772                          * kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is the first cache,
1773                          * then we need to set up all its list3s, otherwise
1774                          * the creation of further caches will BUG().
1775                          */
1776                         set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1777                         if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1778                                 g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1779                         else
1780                                 g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1781                 } else {
1782                         cachep->array[smp_processor_id()] =
1783                                 kmalloc(sizeof(struct arraycache_init),
1784                                                 GFP_KERNEL);
1785
1786                         if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1787                                 set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1788                                 g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1789                         } else {
1790                                 int node;
1791                                 for_each_online_node(node) {
1792
1793                                         cachep->nodelists[node] =
1794                                                 kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
1795                                                                 GFP_KERNEL, node);
1796                                         BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1797                                         kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
1798                                 }
1799                         }
1800                 }
1801                 cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1802                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1803                         ((unsigned long)cachep)%REAPTIMEOUT_LIST3;
1804
1805                 BUG_ON(!ac_data(cachep));
1806                 ac_data(cachep)->avail = 0;
1807                 ac_data(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1808                 ac_data(cachep)->batchcount = 1;
1809                 ac_data(cachep)->touched = 0;
1810                 cachep->batchcount = 1;
1811                 cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1812         } 
1813
1814         /* cache setup completed, link it into the list */
1815         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
1816         unlock_cpu_hotplug();
1817 oops:
1818         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
1819                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
1820                         name);
1821         up(&cache_chain_sem);
1822         return cachep;
1823 }
1824 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
1825
1826 #if DEBUG
1827 static void check_irq_off(void)
1828 {
1829         BUG_ON(!irqs_disabled());
1830 }
1831
1832 static void check_irq_on(void)
1833 {
1834         BUG_ON(irqs_disabled());
1835 }
1836
1837 static void check_spinlock_acquired(kmem_cache_t *cachep)
1838 {
1839 #ifdef CONFIG_SMP
1840         check_irq_off();
1841         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
1842 #endif
1843 }
1844
1845 static inline void check_spinlock_acquired_node(kmem_cache_t *cachep, int node)
1846 {
1847 #ifdef CONFIG_SMP
1848         check_irq_off();
1849         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1850 #endif
1851 }
1852
1853 #else
1854 #define check_irq_off() do { } while(0)
1855 #define check_irq_on()  do { } while(0)
1856 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
1857 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
1858 #endif
1859
1860 /*
1861  * Waits for all CPUs to execute func().
1862  */
1863 static void smp_call_function_all_cpus(void (*func) (void *arg), void *arg)
1864 {
1865         check_irq_on();
1866         preempt_disable();
1867
1868         local_irq_disable();
1869         func(arg);
1870         local_irq_enable();
1871
1872         if (smp_call_function(func, arg, 1, 1))
1873                 BUG();
1874
1875         preempt_enable();
1876 }
1877
1878 static void drain_array_locked(kmem_cache_t* cachep,
1879                                 struct array_cache *ac, int force, int node);
1880
1881 static void do_drain(void *arg)
1882 {
1883         kmem_cache_t *cachep = (kmem_cache_t*)arg;
1884         struct array_cache *ac;
1885         int node = numa_node_id();
1886
1887         check_irq_off();
1888         ac = ac_data(cachep);
1889         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1890         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1891         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1892         ac->avail = 0;
1893 }
1894
1895 static void drain_cpu_caches(kmem_cache_t *cachep)
1896 {
1897         struct kmem_list3 *l3;
1898         int node;
1899
1900         smp_call_function_all_cpus(do_drain, cachep);
1901         check_irq_on();
1902         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1903         for_each_online_node(node)  {
1904                 l3 = cachep->nodelists[node];
1905                 if (l3) {
1906                         spin_lock(&l3->list_lock);
1907                         drain_array_locked(cachep, l3->shared, 1, node);
1908                         spin_unlock(&l3->list_lock);
1909                         if (l3->alien)
1910                                 drain_alien_cache(cachep, l3);
1911                 }
1912         }
1913         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1914 }
1915
1916 static int __node_shrink(kmem_cache_t *cachep, int node)
1917 {
1918         struct slab *slabp;
1919         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[node];
1920         int ret;
1921
1922         for (;;) {
1923                 struct list_head *p;
1924
1925                 p = l3->slabs_free.prev;
1926                 if (p == &l3->slabs_free)
1927                         break;
1928
1929                 slabp = list_entry(l3->slabs_free.prev, struct slab, list);
1930 #if DEBUG
1931                 if (slabp->inuse)
1932                         BUG();
1933 #endif
1934                 list_del(&slabp->list);
1935
1936                 l3->free_objects -= cachep->num;
1937                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1938                 slab_destroy(cachep, slabp);
1939                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1940         }
1941         ret = !list_empty(&l3->slabs_full) ||
1942                 !list_empty(&l3->slabs_partial);
1943         return ret;
1944 }
1945
1946 static int __cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
1947 {
1948         int ret = 0, i = 0;
1949         struct kmem_list3 *l3;
1950
1951         drain_cpu_caches(cachep);
1952
1953         check_irq_on();
1954         for_each_online_node(i) {
1955                 l3 = cachep->nodelists[i];
1956                 if (l3) {
1957                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1958                         ret += __node_shrink(cachep, i);
1959                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1960                 }
1961         }
1962         return (ret ? 1 : 0);
1963 }
1964
1965 /**
1966  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
1967  * @cachep: The cache to shrink.
1968  *
1969  * Releases as many slabs as possible for a cache.
1970  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
1971  */
1972 int kmem_cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
1973 {
1974         if (!cachep || in_interrupt())
1975                 BUG();
1976
1977         return __cache_shrink(cachep);
1978 }
1979 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
1980
1981 /**
1982  * kmem_cache_destroy - delete a cache
1983  * @cachep: the cache to destroy
1984  *
1985  * Remove a kmem_cache_t object from the slab cache.
1986  * Returns 0 on success.
1987  *
1988  * It is expected this function will be called by a module when it is
1989  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
1990  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
1991  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
1992  *
1993  * The cache must be empty before calling this function.
1994  *
1995  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
1996  * during the kmem_cache_destroy().
1997  */
1998 int kmem_cache_destroy(kmem_cache_t * cachep)
1999 {
2000         int i;
2001         struct kmem_list3 *l3;
2002
2003         if (!cachep || in_interrupt())
2004                 BUG();
2005
2006         /* Don't let CPUs to come and go */
2007         lock_cpu_hotplug();
2008
2009         /* Find the cache in the chain of caches. */
2010         down(&cache_chain_sem);
2011         /*
2012          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2013          */
2014         list_del(&cachep->next);
2015         up(&cache_chain_sem);
2016
2017         if (__cache_shrink(cachep)) {
2018                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2019                 down(&cache_chain_sem);
2020                 list_add(&cachep->next,&cache_chain);
2021                 up(&cache_chain_sem);
2022                 unlock_cpu_hotplug();
2023                 return 1;
2024         }
2025
2026         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2027                 synchronize_rcu();
2028
2029         for_each_online_cpu(i)
2030                 kfree(cachep->array[i]);
2031
2032         /* NUMA: free the list3 structures */
2033         for_each_online_node(i) {
2034                 if ((l3 = cachep->nodelists[i])) {
2035                         kfree(l3->shared);
2036                         free_alien_cache(l3->alien);
2037                         kfree(l3);
2038                 }
2039         }
2040         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2041
2042         unlock_cpu_hotplug();
2043
2044         return 0;
2045 }
2046 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2047
2048 /* Get the memory for a slab management obj. */
2049 static struct slab* alloc_slabmgmt(kmem_cache_t *cachep, void *objp,
2050                         int colour_off, gfp_t local_flags)
2051 {
2052         struct slab *slabp;
2053         
2054         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2055                 /* Slab management obj is off-slab. */
2056                 slabp = kmem_cache_alloc(cachep->slabp_cache, local_flags);
2057                 if (!slabp)
2058                         return NULL;
2059         } else {
2060                 slabp = objp+colour_off;
2061                 colour_off += cachep->slab_size;
2062         }
2063         slabp->inuse = 0;
2064         slabp->colouroff = colour_off;
2065         slabp->s_mem = objp+colour_off;
2066
2067         return slabp;
2068 }
2069
2070 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2071 {
2072         return (kmem_bufctl_t *)(slabp+1);
2073 }
2074
2075 static void cache_init_objs(kmem_cache_t *cachep,
2076                         struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2077 {
2078         int i;
2079
2080         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2081                 void *objp = slabp->s_mem+cachep->objsize*i;
2082 #if DEBUG
2083                 /* need to poison the objs? */
2084                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2085                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2086                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2087                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2088
2089                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2090                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2091                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2092                 }
2093                 /*
2094                  * Constructors are not allowed to allocate memory from
2095                  * the same cache which they are a constructor for.
2096                  * Otherwise, deadlock. They must also be threaded.
2097                  */
2098                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2099                         cachep->ctor(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, ctor_flags);
2100
2101                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2102                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2103                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2104                                                         " end of an object");
2105                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2106                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2107                                                         " start of an object");
2108                 }
2109                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2110                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 0);
2111 #else
2112                 if (cachep->ctor)
2113                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2114 #endif
2115                 slab_bufctl(slabp)[i] = i+1;
2116         }
2117         slab_bufctl(slabp)[i-1] = BUFCTL_END;
2118         slabp->free = 0;
2119 }
2120
2121 static void kmem_flagcheck(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags)
2122 {
2123         if (flags & SLAB_DMA) {
2124                 if (!(cachep->gfpflags & GFP_DMA))
2125                         BUG();
2126         } else {
2127                 if (cachep->gfpflags & GFP_DMA)
2128                         BUG();
2129         }
2130 }
2131
2132 static void set_slab_attr(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp, void *objp)
2133 {
2134         int i;
2135         struct page *page;
2136
2137         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
2138         i = 1 << cachep->gfporder;
2139         page = virt_to_page(objp);
2140         do {
2141                 SET_PAGE_CACHE(page, cachep);
2142                 SET_PAGE_SLAB(page, slabp);
2143                 page++;
2144         } while (--i);
2145 }
2146
2147 /*
2148  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2149  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2150  */
2151 static int cache_grow(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2152 {
2153         struct slab     *slabp;
2154         void            *objp;
2155         size_t           offset;
2156         gfp_t            local_flags;
2157         unsigned long    ctor_flags;
2158         struct kmem_list3 *l3;
2159
2160         /* Be lazy and only check for valid flags here,
2161          * keeping it out of the critical path in kmem_cache_alloc().
2162          */
2163         if (flags & ~(SLAB_DMA|SLAB_LEVEL_MASK|SLAB_NO_GROW))
2164                 BUG();
2165         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2166                 return 0;
2167
2168         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2169         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2170         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2171                 /*
2172                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2173                  * this - it might need to know...
2174                  */
2175                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2176
2177         /* About to mess with non-constant members - lock. */
2178         check_irq_off();
2179         spin_lock(&cachep->spinlock);
2180
2181         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2182         offset = cachep->colour_next;
2183         cachep->colour_next++;
2184         if (cachep->colour_next >= cachep->colour)
2185                 cachep->colour_next = 0;
2186         offset *= cachep->colour_off;
2187
2188         spin_unlock(&cachep->spinlock);
2189
2190         check_irq_off();
2191         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2192                 local_irq_enable();
2193
2194         /*
2195          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2196          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2197          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2198          * will eventually be caught here (where it matters).
2199          */
2200         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2201
2202         /* Get mem for the objs.
2203          * Attempt to allocate a physical page from 'nodeid',
2204          */
2205         if (!(objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid)))
2206                 goto failed;
2207
2208         /* Get slab management. */
2209         if (!(slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags)))
2210                 goto opps1;
2211
2212         slabp->nodeid = nodeid;
2213         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
2214
2215         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2216
2217         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2218                 local_irq_disable();
2219         check_irq_off();
2220         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2221         spin_lock(&l3->list_lock);
2222
2223         /* Make slab active. */
2224         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2225         STATS_INC_GROWN(cachep);
2226         l3->free_objects += cachep->num;
2227         spin_unlock(&l3->list_lock);
2228         return 1;
2229 opps1:
2230         kmem_freepages(cachep, objp);
2231 failed:
2232         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2233                 local_irq_disable();
2234         return 0;
2235 }
2236
2237 #if DEBUG
2238
2239 /*
2240  * Perform extra freeing checks:
2241  * - detect bad pointers.
2242  * - POISON/RED_ZONE checking
2243  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2244  */
2245 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2246 {
2247         struct page *page;
2248
2249         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2250                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2251                         (unsigned long)objp);   
2252                 BUG();  
2253         }
2254         page = virt_to_page(objp);
2255         if (!PageSlab(page)) {
2256                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n", (unsigned long)objp);
2257                 BUG();
2258         }
2259 }
2260
2261 static void *cache_free_debugcheck(kmem_cache_t *cachep, void *objp,
2262                                         void *caller)
2263 {
2264         struct page *page;
2265         unsigned int objnr;
2266         struct slab *slabp;
2267
2268         objp -= obj_dbghead(cachep);
2269         kfree_debugcheck(objp);
2270         page = virt_to_page(objp);
2271
2272         if (GET_PAGE_CACHE(page) != cachep) {
2273                 printk(KERN_ERR "mismatch in kmem_cache_free: expected cache %p, got %p\n",
2274                                 GET_PAGE_CACHE(page),cachep);
2275                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
2276                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", GET_PAGE_CACHE(page), GET_PAGE_CACHE(page)->name);
2277                 WARN_ON(1);
2278         }
2279         slabp = GET_PAGE_SLAB(page);
2280
2281         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2282                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
2283                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2284                                                 " object was overwritten");
2285                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2286                                         objp, *dbg_redzone1(cachep, objp), *dbg_redzone2(cachep, objp));
2287                 }
2288                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2289                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2290         }
2291         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2292                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2293
2294         objnr = (objp-slabp->s_mem)/cachep->objsize;
2295
2296         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2297         BUG_ON(objp != slabp->s_mem + objnr*cachep->objsize);
2298
2299         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2300                 /* Need to call the slab's constructor so the
2301                  * caller can perform a verify of its state (debugging).
2302                  * Called without the cache-lock held.
2303                  */
2304                 cachep->ctor(objp+obj_dbghead(cachep),
2305                                         cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR|SLAB_CTOR_VERIFY);
2306         }
2307         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2308                 /* we want to cache poison the object,
2309                  * call the destruction callback
2310                  */
2311                 cachep->dtor(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, 0);
2312         }
2313         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2314 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2315                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2316                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2317                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 0);
2318                 } else {
2319                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2320                 }
2321 #else
2322                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2323 #endif
2324         }
2325         return objp;
2326 }
2327
2328 static void check_slabp(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp)
2329 {
2330         kmem_bufctl_t i;
2331         int entries = 0;
2332         
2333         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2334         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2335                 entries++;
2336                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2337                         goto bad;
2338         }
2339         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2340 bad:
2341                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2342                                 cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2343                 for (i=0;i<sizeof(slabp)+cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t);i++) {
2344                         if ((i%16)==0)
2345                                 printk("\n%03x:", i);
2346                         printk(" %02x", ((unsigned char*)slabp)[i]);
2347                 }
2348                 printk("\n");
2349                 BUG();
2350         }
2351 }
2352 #else
2353 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2354 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2355 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2356 #endif
2357
2358 static void *cache_alloc_refill(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags)
2359 {
2360         int batchcount;
2361         struct kmem_list3 *l3;
2362         struct array_cache *ac;
2363
2364         check_irq_off();
2365         ac = ac_data(cachep);
2366 retry:
2367         batchcount = ac->batchcount;
2368         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2369                 /* if there was little recent activity on this
2370                  * cache, then perform only a partial refill.
2371                  * Otherwise we could generate refill bouncing.
2372                  */
2373                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2374         }
2375         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2376
2377         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2378         spin_lock(&l3->list_lock);
2379
2380         if (l3->shared) {
2381                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2382                 if (shared_array->avail) {
2383                         if (batchcount > shared_array->avail)
2384                                 batchcount = shared_array->avail;
2385                         shared_array->avail -= batchcount;
2386                         ac->avail = batchcount;
2387                         memcpy(ac->entry,
2388                                 &(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2389                                 sizeof(void*)*batchcount);
2390                         shared_array->touched = 1;
2391                         goto alloc_done;
2392                 }
2393         }
2394         while (batchcount > 0) {
2395                 struct list_head *entry;
2396                 struct slab *slabp;
2397                 /* Get slab alloc is to come from. */
2398                 entry = l3->slabs_partial.next;
2399                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2400                         l3->free_touched = 1;
2401                         entry = l3->slabs_free.next;
2402                         if (entry == &l3->slabs_free)
2403                                 goto must_grow;
2404                 }
2405
2406                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2407                 check_slabp(cachep, slabp);
2408                 check_spinlock_acquired(cachep);
2409                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2410                         kmem_bufctl_t next;
2411                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2412                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2413                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2414
2415                         /* get obj pointer */
2416                         ac->entry[ac->avail++] = slabp->s_mem +
2417                                 slabp->free*cachep->objsize;
2418
2419                         slabp->inuse++;
2420                         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2421 #if DEBUG
2422                         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2423                         WARN_ON(numa_node_id() != slabp->nodeid);
2424 #endif
2425                         slabp->free = next;
2426                 }
2427                 check_slabp(cachep, slabp);
2428
2429                 /* move slabp to correct slabp list: */
2430                 list_del(&slabp->list);
2431                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2432                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2433                 else
2434                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2435         }
2436
2437 must_grow:
2438         l3->free_objects -= ac->avail;
2439 alloc_done:
2440         spin_unlock(&l3->list_lock);
2441
2442         if (unlikely(!ac->avail)) {
2443                 int x;
2444                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2445
2446                 // cache_grow can reenable interrupts, then ac could change.
2447                 ac = ac_data(cachep);
2448                 if (!x && ac->avail == 0)       // no objects in sight? abort
2449                         return NULL;
2450
2451                 if (!ac->avail)         // objects refilled by interrupt?
2452                         goto retry;
2453         }
2454         ac->touched = 1;
2455         return ac->entry[--ac->avail];
2456 }
2457
2458 static inline void
2459 cache_alloc_debugcheck_before(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags)
2460 {
2461         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2462 #if DEBUG
2463         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2464 #endif
2465 }
2466
2467 #if DEBUG
2468 static void *
2469 cache_alloc_debugcheck_after(kmem_cache_t *cachep,
2470                         gfp_t flags, void *objp, void *caller)
2471 {
2472         if (!objp)      
2473                 return objp;
2474         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2475 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2476                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2477                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 1);
2478                 else
2479                         check_poison_obj(cachep, objp);
2480 #else
2481                 check_poison_obj(cachep, objp);
2482 #endif
2483                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2484         }
2485         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2486                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2487
2488         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2489                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2490                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2491                                                 " object was overwritten");
2492                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2493                                         objp, *dbg_redzone1(cachep, objp), *dbg_redzone2(cachep, objp));
2494                 }
2495                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2496                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2497         }
2498         objp += obj_dbghead(cachep);
2499         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2500                 unsigned long   ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2501
2502                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2503                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2504
2505                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2506         }       
2507         return objp;
2508 }
2509 #else
2510 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2511 #endif
2512
2513 static inline void *____cache_alloc(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags)
2514 {
2515         void* objp;
2516         struct array_cache *ac;
2517
2518         check_irq_off();
2519         ac = ac_data(cachep);
2520         if (likely(ac->avail)) {
2521                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2522                 ac->touched = 1;
2523                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2524         } else {
2525                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2526                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2527         }
2528         return objp;
2529 }
2530
2531 static inline void *__cache_alloc(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags)
2532 {
2533         unsigned long save_flags;
2534         void* objp;
2535
2536         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2537
2538         local_irq_save(save_flags);
2539         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
2540         local_irq_restore(save_flags);
2541         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
2542                                         __builtin_return_address(0));
2543         prefetchw(objp);
2544         return objp;
2545 }
2546
2547 #ifdef CONFIG_NUMA
2548 /*
2549  * A interface to enable slab creation on nodeid
2550  */
2551 static void *__cache_alloc_node(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2552 {
2553         struct list_head *entry;
2554         struct slab *slabp;
2555         struct kmem_list3 *l3;
2556         void *obj;
2557         kmem_bufctl_t next;
2558         int x;
2559
2560         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2561         BUG_ON(!l3);
2562
2563 retry:
2564         spin_lock(&l3->list_lock);
2565         entry = l3->slabs_partial.next;
2566         if (entry == &l3->slabs_partial) {
2567                 l3->free_touched = 1;
2568                 entry = l3->slabs_free.next;
2569                 if (entry == &l3->slabs_free)
2570                         goto must_grow;
2571         }
2572
2573         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2574         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
2575         check_slabp(cachep, slabp);
2576
2577         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
2578         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2579         STATS_SET_HIGH(cachep);
2580
2581         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
2582
2583         /* get obj pointer */
2584         obj =  slabp->s_mem + slabp->free*cachep->objsize;
2585         slabp->inuse++;
2586         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2587 #if DEBUG
2588         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2589 #endif
2590         slabp->free = next;
2591         check_slabp(cachep, slabp);
2592         l3->free_objects--;
2593         /* move slabp to correct slabp list: */
2594         list_del(&slabp->list);
2595
2596         if (slabp->free == BUFCTL_END) {
2597                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2598         } else {
2599                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2600         }
2601
2602         spin_unlock(&l3->list_lock);
2603         goto done;
2604
2605 must_grow:
2606         spin_unlock(&l3->list_lock);
2607         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
2608
2609         if (!x)
2610                 return NULL;
2611
2612         goto retry;
2613 done:
2614         return obj;
2615 }
2616 #endif
2617
2618 /*
2619  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
2620  */
2621 static void free_block(kmem_cache_t *cachep, void **objpp, int nr_objects, int node)
2622 {
2623         int i;
2624         struct kmem_list3 *l3;
2625
2626         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
2627                 void *objp = objpp[i];
2628                 struct slab *slabp;
2629                 unsigned int objnr;
2630
2631                 slabp = GET_PAGE_SLAB(virt_to_page(objp));
2632                 l3 = cachep->nodelists[node];
2633                 list_del(&slabp->list);
2634                 objnr = (objp - slabp->s_mem) / cachep->objsize;
2635                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
2636                 check_slabp(cachep, slabp);
2637
2638 #if DEBUG
2639                 /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2640                 WARN_ON(slabp->nodeid != node);
2641
2642                 if (slab_bufctl(slabp)[objnr] != BUFCTL_FREE) {
2643                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2644                                         "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2645                         BUG();
2646                 }
2647 #endif
2648                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2649                 slabp->free = objnr;
2650                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
2651                 slabp->inuse--;
2652                 l3->free_objects++;
2653                 check_slabp(cachep, slabp);
2654
2655                 /* fixup slab chains */
2656                 if (slabp->inuse == 0) {
2657                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
2658                                 l3->free_objects -= cachep->num;
2659                                 slab_destroy(cachep, slabp);
2660                         } else {
2661                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
2662                         }
2663                 } else {
2664                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
2665                          * partial list on free - maximum time for the
2666                          * other objects to be freed, too.
2667                          */
2668                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2669                 }
2670         }
2671 }
2672
2673 static void cache_flusharray(kmem_cache_t *cachep, struct array_cache *ac)
2674 {
2675         int batchcount;
2676         struct kmem_list3 *l3;
2677         int node = numa_node_id();
2678
2679         batchcount = ac->batchcount;
2680 #if DEBUG
2681         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
2682 #endif
2683         check_irq_off();
2684         l3 = cachep->nodelists[node];
2685         spin_lock(&l3->list_lock);
2686         if (l3->shared) {
2687                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2688                 int max = shared_array->limit-shared_array->avail;
2689                 if (max) {
2690                         if (batchcount > max)
2691                                 batchcount = max;
2692                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2693                                         ac->entry,
2694                                         sizeof(void*)*batchcount);
2695                         shared_array->avail += batchcount;
2696                         goto free_done;
2697                 }
2698         }
2699
2700         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
2701 free_done:
2702 #if STATS
2703         {
2704                 int i = 0;
2705                 struct list_head *p;
2706
2707                 p = l3->slabs_free.next;
2708                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
2709                         struct slab *slabp;
2710
2711                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2712                         BUG_ON(slabp->inuse);
2713
2714                         i++;
2715                         p = p->next;
2716                 }
2717                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
2718         }
2719 #endif
2720         spin_unlock(&l3->list_lock);
2721         ac->avail -= batchcount;
2722         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]),
2723                         sizeof(void*)*ac->avail);
2724 }
2725
2726
2727 /*
2728  * __cache_free
2729  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed
2730  * state, it must be in this state _before_ it is released.
2731  *
2732  * Called with disabled ints.
2733  */
2734 static inline void __cache_free(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
2735 {
2736         struct array_cache *ac = ac_data(cachep);
2737
2738         check_irq_off();
2739         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
2740
2741         /* Make sure we are not freeing a object from another
2742          * node to the array cache on this cpu.
2743          */
2744 #ifdef CONFIG_NUMA
2745         {
2746                 struct slab *slabp;
2747                 slabp = GET_PAGE_SLAB(virt_to_page(objp));
2748                 if (unlikely(slabp->nodeid != numa_node_id())) {
2749                         struct array_cache *alien = NULL;
2750                         int nodeid = slabp->nodeid;
2751                         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2752
2753                         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
2754                         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
2755                                 alien = l3->alien[nodeid];
2756                                 spin_lock(&alien->lock);
2757                                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit))
2758                                         __drain_alien_cache(cachep,
2759                                                         alien, nodeid);
2760                                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
2761                                 spin_unlock(&alien->lock);
2762                         } else {
2763                                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
2764                                                 list_lock);
2765                                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
2766                                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
2767                                                 list_lock);
2768                         }
2769                         return;
2770                 }
2771         }
2772 #endif
2773         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
2774                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
2775                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
2776                 return;
2777         } else {
2778                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
2779                 cache_flusharray(cachep, ac);
2780                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
2781         }
2782 }
2783
2784 /**
2785  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
2786  * @cachep: The cache to allocate from.
2787  * @flags: See kmalloc().
2788  *
2789  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
2790  * if the cache has no available objects.
2791  */
2792 void *kmem_cache_alloc(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags)
2793 {
2794         return __cache_alloc(cachep, flags);
2795 }
2796 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2797
2798 /**
2799  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
2800  *      be a slab entry.
2801  * @cachep: the cache we're checking against
2802  * @ptr: pointer to validate
2803  *
2804  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
2805  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
2806  * part of the slab cache in question, but it at least
2807  * validates that the pointer can be dereferenced and
2808  * looks half-way sane.
2809  *
2810  * Currently only used for dentry validation.
2811  */
2812 int fastcall kmem_ptr_validate(kmem_cache_t *cachep, void *ptr)
2813 {
2814         unsigned long addr = (unsigned long) ptr;
2815         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
2816         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD-1;
2817         unsigned long size = cachep->objsize;
2818         struct page *page;
2819
2820         if (unlikely(addr < min_addr))
2821                 goto out;
2822         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
2823                 goto out;
2824         if (unlikely(addr & align_mask))
2825                 goto out;
2826         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
2827                 goto out;
2828         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
2829                 goto out;
2830         page = virt_to_page(ptr);
2831         if (unlikely(!PageSlab(page)))
2832                 goto out;
2833         if (unlikely(GET_PAGE_CACHE(page) != cachep))
2834                 goto out;
2835         return 1;
2836 out:
2837         return 0;
2838 }
2839
2840 #ifdef CONFIG_NUMA
2841 /**
2842  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
2843  * @cachep: The cache to allocate from.
2844  * @flags: See kmalloc().
2845  * @nodeid: node number of the target node.
2846  *
2847  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
2848  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
2849  * can improve the performance for cpu bound structures.
2850  * New and improved: it will now make sure that the object gets
2851  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
2852  */
2853 void *kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2854 {
2855         unsigned long save_flags;
2856         void *ptr;
2857
2858         if (nodeid == -1)
2859                 return __cache_alloc(cachep, flags);
2860
2861         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
2862                 /* Fall back to __cache_alloc if we run into trouble */
2863                 printk(KERN_WARNING "slab: not allocating in inactive node %d for cache %s\n", nodeid, cachep->name);
2864                 return __cache_alloc(cachep,flags);
2865         }
2866
2867         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2868         local_irq_save(save_flags);
2869         if (nodeid == numa_node_id())
2870                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
2871         else
2872                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
2873         local_irq_restore(save_flags);
2874         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, __builtin_return_address(0));
2875
2876         return ptr;
2877 }
2878 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2879
2880 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2881 {
2882         kmem_cache_t *cachep;
2883
2884         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
2885         if (unlikely(cachep == NULL))
2886                 return NULL;
2887         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
2888 }
2889 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
2890 #endif
2891
2892 /**
2893  * kmalloc - allocate memory
2894  * @size: how many bytes of memory are required.
2895  * @flags: the type of memory to allocate.
2896  *
2897  * kmalloc is the normal method of allocating memory
2898  * in the kernel.
2899  *
2900  * The @flags argument may be one of:
2901  *
2902  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
2903  *
2904  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
2905  *
2906  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
2907  *
2908  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
2909  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
2910  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
2911  * from the first 16MB.
2912  */
2913 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2914 {
2915         kmem_cache_t *cachep;
2916
2917         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
2918          * __ with kmem_.
2919          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
2920          * functions.
2921          */
2922         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
2923         if (unlikely(cachep == NULL))
2924                 return NULL;
2925         return __cache_alloc(cachep, flags);
2926 }
2927 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2928
2929 #ifdef CONFIG_SMP
2930 /**
2931  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
2932  * cpu in the system, zeroing them.
2933  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
2934  *
2935  * @size: how many bytes of memory are required.
2936  * @align: the alignment, which can't be greater than SMP_CACHE_BYTES.
2937  */
2938 void *__alloc_percpu(size_t size, size_t align)
2939 {
2940         int i;
2941         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof (*pdata), GFP_KERNEL);
2942
2943         if (!pdata)
2944                 return NULL;
2945
2946         /*
2947          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
2948          * and we have no way of figuring out how to fix the array
2949          * that we have allocated then....
2950          */
2951         for_each_cpu(i) {
2952                 int node = cpu_to_node(i);
2953
2954                 if (node_online(node))
2955                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
2956                 else
2957                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
2958
2959                 if (!pdata->ptrs[i])
2960                         goto unwind_oom;
2961                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
2962         }
2963
2964         /* Catch derefs w/o wrappers */
2965         return (void *) (~(unsigned long) pdata);
2966
2967 unwind_oom:
2968         while (--i >= 0) {
2969                 if (!cpu_possible(i))
2970                         continue;
2971                 kfree(pdata->ptrs[i]);
2972         }
2973         kfree(pdata);
2974         return NULL;
2975 }
2976 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
2977 #endif
2978
2979 /**
2980  * kmem_cache_free - Deallocate an object
2981  * @cachep: The cache the allocation was from.
2982  * @objp: The previously allocated object.
2983  *
2984  * Free an object which was previously allocated from this
2985  * cache.
2986  */
2987 void kmem_cache_free(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
2988 {
2989         unsigned long flags;
2990
2991         local_irq_save(flags);
2992         __cache_free(cachep, objp);
2993         local_irq_restore(flags);
2994 }
2995 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2996
2997 /**
2998  * kzalloc - allocate memory. The memory is set to zero.
2999  * @size: how many bytes of memory are required.
3000  * @flags: the type of memory to allocate.
3001  */
3002 void *kzalloc(size_t size, gfp_t flags)
3003 {
3004         void *ret = kmalloc(size, flags);
3005         if (ret)
3006                 memset(ret, 0, size);
3007         return ret;
3008 }
3009 EXPORT_SYMBOL(kzalloc);
3010
3011 /**
3012  * kfree - free previously allocated memory
3013  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3014  *
3015  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3016  *
3017  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3018  * or you will run into trouble.
3019  */
3020 void kfree(const void *objp)
3021 {
3022         kmem_cache_t *c;
3023         unsigned long flags;
3024
3025         if (unlikely(!objp))
3026                 return;
3027         local_irq_save(flags);
3028         kfree_debugcheck(objp);
3029         c = GET_PAGE_CACHE(virt_to_page(objp));
3030         __cache_free(c, (void*)objp);
3031         local_irq_restore(flags);
3032 }
3033 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3034
3035 #ifdef CONFIG_SMP
3036 /**
3037  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3038  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3039  *
3040  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3041  * The complemented objp is to check for that.
3042  */
3043 void
3044 free_percpu(const void *objp)
3045 {
3046         int i;
3047         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *) (~(unsigned long) objp);
3048
3049         /*
3050          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3051          */
3052         for_each_cpu(i)
3053                 kfree(p->ptrs[i]);
3054         kfree(p);
3055 }
3056 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3057 #endif
3058
3059 unsigned int kmem_cache_size(kmem_cache_t *cachep)
3060 {
3061         return obj_reallen(cachep);
3062 }
3063 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3064
3065 const char *kmem_cache_name(kmem_cache_t *cachep)
3066 {
3067         return cachep->name;
3068 }
3069 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3070
3071 /*
3072  * This initializes kmem_list3 for all nodes.
3073  */
3074 static int alloc_kmemlist(kmem_cache_t *cachep)
3075 {
3076         int node;
3077         struct kmem_list3 *l3;
3078         int err = 0;
3079
3080         for_each_online_node(node) {
3081                 struct array_cache *nc = NULL, *new;
3082                 struct array_cache **new_alien = NULL;
3083 #ifdef CONFIG_NUMA
3084                 if (!(new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit)))
3085                         goto fail;
3086 #endif
3087                 if (!(new = alloc_arraycache(node, (cachep->shared*
3088                                 cachep->batchcount), 0xbaadf00d)))
3089                         goto fail;
3090                 if ((l3 = cachep->nodelists[node])) {
3091
3092                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3093
3094                         if ((nc = cachep->nodelists[node]->shared))
3095                                 free_block(cachep, nc->entry,
3096                                                         nc->avail, node);
3097
3098                         l3->shared = new;
3099                         if (!cachep->nodelists[node]->alien) {
3100                                 l3->alien = new_alien;
3101                                 new_alien = NULL;
3102                         }
3103                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node))*
3104                                 cachep->batchcount + cachep->num;
3105                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3106                         kfree(nc);
3107                         free_alien_cache(new_alien);
3108                         continue;
3109                 }
3110                 if (!(l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
3111                                                 GFP_KERNEL, node)))
3112                         goto fail;
3113
3114                 kmem_list3_init(l3);
3115                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3116                         ((unsigned long)cachep)%REAPTIMEOUT_LIST3;
3117                 l3->shared = new;
3118                 l3->alien = new_alien;
3119                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node))*
3120                         cachep->batchcount + cachep->num;
3121                 cachep->nodelists[node] = l3;
3122         }
3123         return err;
3124 fail:
3125         err = -ENOMEM;
3126         return err;
3127 }
3128
3129 struct ccupdate_struct {
3130         kmem_cache_t *cachep;
3131         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3132 };
3133
3134 static void do_ccupdate_local(void *info)
3135 {
3136         struct ccupdate_struct *new = (struct ccupdate_struct *)info;
3137         struct array_cache *old;
3138
3139         check_irq_off();
3140         old = ac_data(new->cachep);
3141
3142         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3143         new->new[smp_processor_id()] = old;
3144 }
3145
3146
3147 static int do_tune_cpucache(kmem_cache_t *cachep, int limit, int batchcount,
3148                                 int shared)
3149 {
3150         struct ccupdate_struct new;
3151         int i, err;
3152
3153         memset(&new.new,0,sizeof(new.new));
3154         for_each_online_cpu(i) {
3155                 new.new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit, batchcount);
3156                 if (!new.new[i]) {
3157                         for (i--; i >= 0; i--) kfree(new.new[i]);
3158                         return -ENOMEM;
3159                 }
3160         }
3161         new.cachep = cachep;
3162
3163         smp_call_function_all_cpus(do_ccupdate_local, (void *)&new);
3164
3165         check_irq_on();
3166         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
3167         cachep->batchcount = batchcount;
3168         cachep->limit = limit;
3169         cachep->shared = shared;
3170         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
3171
3172         for_each_online_cpu(i) {
3173                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3174                 if (!ccold)
3175                         continue;
3176                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3177                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3178                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3179                 kfree(ccold);
3180         }
3181
3182         err = alloc_kmemlist(cachep);
3183         if (err) {
3184                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3185                                 cachep->name, -err);
3186                 BUG();
3187         }
3188         return 0;
3189 }
3190
3191
3192 static void enable_cpucache(kmem_cache_t *cachep)
3193 {
3194         int err;
3195         int limit, shared;
3196
3197         /* The head array serves three purposes:
3198          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3199          * - reduce the number of spinlock operations.
3200          * - reduce the number of linked list operations on the slab and 
3201          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3202          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3203          * Bonwick.
3204          */
3205         if (cachep->objsize > 131072)
3206                 limit = 1;
3207         else if (cachep->objsize > PAGE_SIZE)
3208                 limit = 8;
3209         else if (cachep->objsize > 1024)
3210                 limit = 24;
3211         else if (cachep->objsize > 256)
3212                 limit = 54;
3213         else
3214                 limit = 120;
3215
3216         /* Cpu bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3217          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3218          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3219          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3220          * replaces Bonwick's magazine layer.
3221          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3222          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3223          */
3224         shared = 0;
3225 #ifdef CONFIG_SMP
3226         if (cachep->objsize <= PAGE_SIZE)
3227                 shared = 8;
3228 #endif
3229
3230 #if DEBUG
3231         /* With debugging enabled, large batchcount lead to excessively
3232          * long periods with disabled local interrupts. Limit the 
3233          * batchcount
3234          */
3235         if (limit > 32)
3236                 limit = 32;
3237 #endif
3238         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit+1)/2, shared);
3239         if (err)
3240                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3241                                         cachep->name, -err);
3242 }
3243
3244 static void drain_array_locked(kmem_cache_t *cachep,
3245                                 struct array_cache *ac, int force, int node)
3246 {
3247         int tofree;
3248
3249         check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3250         if (ac->touched && !force) {
3251                 ac->touched = 0;
3252         } else if (ac->avail) {
3253                 tofree = force ? ac->avail : (ac->limit+4)/5;
3254                 if (tofree > ac->avail) {
3255                         tofree = (ac->avail+1)/2;
3256                 }
3257                 free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3258                 ac->avail -= tofree;
3259                 memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3260                                         sizeof(void*)*ac->avail);
3261         }
3262 }
3263
3264 /**
3265  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3266  *
3267  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3268  * Purpose:
3269  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3270  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3271  *
3272  * If we cannot acquire the cache chain semaphore then just give up - we'll
3273  * try again on the next iteration.
3274  */
3275 static void cache_reap(void *unused)
3276 {
3277         struct list_head *walk;
3278         struct kmem_list3 *l3;
3279
3280         if (down_trylock(&cache_chain_sem)) {
3281                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3282                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3283                 return;
3284         }
3285
3286         list_for_each(walk, &cache_chain) {
3287                 kmem_cache_t *searchp;
3288                 struct list_head* p;
3289                 int tofree;
3290                 struct slab *slabp;
3291
3292                 searchp = list_entry(walk, kmem_cache_t, next);
3293
3294                 if (searchp->flags & SLAB_NO_REAP)
3295                         goto next;
3296
3297                 check_irq_on();
3298
3299                 l3 = searchp->nodelists[numa_node_id()];
3300                 if (l3->alien)
3301                         drain_alien_cache(searchp, l3);
3302                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3303
3304                 drain_array_locked(searchp, ac_data(searchp), 0,
3305                                 numa_node_id());
3306
3307                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3308                         goto next_unlock;
3309
3310                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3311
3312                 if (l3->shared)
3313                         drain_array_locked(searchp, l3->shared, 0,
3314                                 numa_node_id());
3315
3316                 if (l3->free_touched) {
3317                         l3->free_touched = 0;
3318                         goto next_unlock;
3319                 }
3320
3321                 tofree = (l3->free_limit+5*searchp->num-1)/(5*searchp->num);
3322                 do {
3323                         p = l3->slabs_free.next;
3324                         if (p == &(l3->slabs_free))
3325                                 break;
3326
3327                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3328                         BUG_ON(slabp->inuse);
3329                         list_del(&slabp->list);
3330                         STATS_INC_REAPED(searchp);
3331
3332                         /* Safe to drop the lock. The slab is no longer
3333                          * linked to the cache.
3334                          * searchp cannot disappear, we hold
3335                          * cache_chain_lock
3336                          */
3337                         l3->free_objects -= searchp->num;
3338                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3339                         slab_destroy(searchp, slabp);
3340                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3341                 } while(--tofree > 0);
3342 next_unlock:
3343                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3344 next:
3345                 cond_resched();
3346         }
3347         check_irq_on();
3348         up(&cache_chain_sem);
3349         drain_remote_pages();
3350         /* Setup the next iteration */
3351         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3352 }
3353
3354 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3355
3356 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3357 {
3358         loff_t n = *pos;
3359         struct list_head *p;
3360
3361         down(&cache_chain_sem);
3362         if (!n) {
3363                 /*
3364                  * Output format version, so at least we can change it
3365                  * without _too_ many complaints.
3366                  */
3367 #if STATS
3368                 seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3369 #else
3370                 seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3371 #endif
3372                 seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> <objperslab> <pagesperslab>");
3373                 seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3374                 seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3375 #if STATS
3376                 seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped>"
3377                                 " <error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees>");
3378                 seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3379 #endif
3380                 seq_putc(m, '\n');
3381         }
3382         p = cache_chain.next;
3383         while (n--) {
3384                 p = p->next;
3385                 if (p == &cache_chain)
3386                         return NULL;
3387         }
3388         return list_entry(p, kmem_cache_t, next);
3389 }
3390
3391 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3392 {
3393         kmem_cache_t *cachep = p;
3394         ++*pos;
3395         return cachep->next.next == &cache_chain ? NULL
3396                 : list_entry(cachep->next.next, kmem_cache_t, next);
3397 }
3398
3399 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3400 {
3401         up(&cache_chain_sem);
3402 }
3403
3404 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3405 {
3406         kmem_cache_t *cachep = p;
3407         struct list_head *q;
3408         struct slab     *slabp;
3409         unsigned long   active_objs;
3410         unsigned long   num_objs;
3411         unsigned long   active_slabs = 0;
3412         unsigned long   num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3413         const char *name;
3414         char *error = NULL;
3415         int node;
3416         struct kmem_list3 *l3;
3417
3418         check_irq_on();
3419         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
3420         active_objs = 0;
3421         num_slabs = 0;
3422         for_each_online_node(node) {
3423                 l3 = cachep->nodelists[node];
3424                 if (!l3)
3425                         continue;
3426
3427                 spin_lock(&l3->list_lock);
3428
3429                 list_for_each(q,&l3->slabs_full) {
3430                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3431                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3432                                 error = "slabs_full accounting error";
3433                         active_objs += cachep->num;
3434                         active_slabs++;
3435                 }
3436                 list_for_each(q,&l3->slabs_partial) {
3437                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3438                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3439                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3440                         if (!slabp->inuse && !error)
3441                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3442                         active_objs += slabp->inuse;
3443                         active_slabs++;
3444                 }
3445                 list_for_each(q,&l3->slabs_free) {
3446                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3447                         if (slabp->inuse && !error)
3448                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3449                         num_slabs++;
3450                 }
3451                 free_objects += l3->free_objects;
3452                 shared_avail += l3->shared->avail;
3453
3454                 spin_unlock(&l3->list_lock);
3455         }
3456         num_slabs+=active_slabs;
3457         num_objs = num_slabs*cachep->num;
3458         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3459                 error = "free_objects accounting error";
3460
3461         name = cachep->name; 
3462         if (error)
3463                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3464
3465         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3466                 name, active_objs, num_objs, cachep->objsize,
3467                 cachep->num, (1<<cachep->gfporder));
3468         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3469                         cachep->limit, cachep->batchcount,
3470                         cachep->shared);
3471         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3472                         active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3473 #if STATS
3474         {       /* list3 stats */
3475                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3476                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3477                 unsigned long grown = cachep->grown;
3478                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3479                 unsigned long errors = cachep->errors;
3480                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3481                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3482                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3483
3484                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3485                                 %4lu %4lu %4lu %4lu",
3486                                 allocs, high, grown, reaped, errors,
3487                                 max_freeable, node_allocs, node_frees);
3488         }
3489         /* cpu stats */
3490         {
3491                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3492                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3493                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3494                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3495
3496                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3497                         allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3498         }
3499 #endif
3500         seq_putc(m, '\n');
3501         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
3502         return 0;
3503 }
3504
3505 /*
3506  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3507  *
3508  * Output layout:
3509  * cache-name
3510  * num-active-objs
3511  * total-objs
3512  * object size
3513  * num-active-slabs
3514  * total-slabs
3515  * num-pages-per-slab
3516  * + further values on SMP and with statistics enabled
3517  */
3518
3519 struct seq_operations slabinfo_op = {
3520         .start  = s_start,
3521         .next   = s_next,
3522         .stop   = s_stop,
3523         .show   = s_show,
3524 };
3525
3526 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3527 /**
3528  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3529  * @file: unused
3530  * @buffer: user buffer
3531  * @count: data length
3532  * @ppos: unused
3533  */
3534 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
3535                                 size_t count, loff_t *ppos)
3536 {
3537         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE+1], *tmp;
3538         int limit, batchcount, shared, res;
3539         struct list_head *p;
3540         
3541         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3542                 return -EINVAL;
3543         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3544                 return -EFAULT;
3545         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0'; 
3546
3547         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3548         if (!tmp)
3549                 return -EINVAL;
3550         *tmp = '\0';
3551         tmp++;
3552         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3553                 return -EINVAL;
3554
3555         /* Find the cache in the chain of caches. */
3556         down(&cache_chain_sem);
3557         res = -EINVAL;
3558         list_for_each(p,&cache_chain) {
3559                 kmem_cache_t *cachep = list_entry(p, kmem_cache_t, next);
3560
3561                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3562                         if (limit < 1 ||
3563                             batchcount < 1 ||
3564                             batchcount > limit ||
3565                             shared < 0) {
3566                                 res = 0;
3567                         } else {
3568                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
3569                                                         batchcount, shared);
3570                         }
3571                         break;
3572                 }
3573         }
3574         up(&cache_chain_sem);
3575         if (res >= 0)
3576                 res = count;
3577         return res;
3578 }
3579 #endif
3580
3581 /**
3582  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
3583  * @objp: Pointer to the object
3584  *
3585  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
3586  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
3587  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
3588  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
3589  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
3590  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
3591  * must not be freed during the duration of the call.
3592  */
3593 unsigned int ksize(const void *objp)
3594 {
3595         if (unlikely(objp == NULL))
3596                 return 0;
3597
3598         return obj_reallen(GET_PAGE_CACHE(virt_to_page(objp)));
3599 }
3600
3601
3602 /*
3603  * kstrdup - allocate space for and copy an existing string
3604  *
3605  * @s: the string to duplicate
3606  * @gfp: the GFP mask used in the kmalloc() call when allocating memory
3607  */
3608 char *kstrdup(const char *s, gfp_t gfp)
3609 {
3610         size_t len;
3611         char *buf;
3612
3613         if (!s)
3614                 return NULL;
3615
3616         len = strlen(s) + 1;
3617         buf = kmalloc(len, gfp);
3618         if (buf)
3619                 memcpy(buf, s, len);
3620         return buf;
3621 }
3622 EXPORT_SYMBOL(kstrdup);