5cbbdfa6dd0e75b0dbcffd490d1f6a75eb76f745
[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_s {
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         unsigned int            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,
654                                                 unsigned int __nocast gfpflags)
655 {
656         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
657
658 #if DEBUG
659         /* This happens if someone tries to call
660         * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
661         * the generic caches are initialized.
662         */
663         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
664 #endif
665         while (size > csizep->cs_size)
666                 csizep++;
667
668         /*
669          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
670          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
671          * for large kmalloc calls required.
672          */
673         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
674                 return csizep->cs_dmacachep;
675         return csizep->cs_cachep;
676 }
677
678 kmem_cache_t *kmem_find_general_cachep(size_t size,
679                 unsigned int __nocast gfpflags)
680 {
681         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
682 }
683 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
684
685 /* Cal the num objs, wastage, and bytes left over for a given slab size. */
686 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t size, size_t align,
687                  int flags, size_t *left_over, unsigned int *num)
688 {
689         int i;
690         size_t wastage = PAGE_SIZE<<gfporder;
691         size_t extra = 0;
692         size_t base = 0;
693
694         if (!(flags & CFLGS_OFF_SLAB)) {
695                 base = sizeof(struct slab);
696                 extra = sizeof(kmem_bufctl_t);
697         }
698         i = 0;
699         while (i*size + ALIGN(base+i*extra, align) <= wastage)
700                 i++;
701         if (i > 0)
702                 i--;
703
704         if (i > SLAB_LIMIT)
705                 i = SLAB_LIMIT;
706
707         *num = i;
708         wastage -= i*size;
709         wastage -= ALIGN(base+i*extra, align);
710         *left_over = wastage;
711 }
712
713 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
714
715 static void __slab_error(const char *function, kmem_cache_t *cachep, char *msg)
716 {
717         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
718                 function, cachep->name, msg);
719         dump_stack();
720 }
721
722 /*
723  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
724  * via the workqueue/eventd.
725  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
726  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
727  * lock.
728  */
729 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
730 {
731         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
732
733         /*
734          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
735          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
736          * at that time.
737          */
738         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
739                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
740                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
741         }
742 }
743
744 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
745                                                 int batchcount)
746 {
747         int memsize = sizeof(void*)*entries+sizeof(struct array_cache);
748         struct array_cache *nc = NULL;
749
750         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
751         if (nc) {
752                 nc->avail = 0;
753                 nc->limit = entries;
754                 nc->batchcount = batchcount;
755                 nc->touched = 0;
756                 spin_lock_init(&nc->lock);
757         }
758         return nc;
759 }
760
761 #ifdef CONFIG_NUMA
762 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
763 {
764         struct array_cache **ac_ptr;
765         int memsize = sizeof(void*)*MAX_NUMNODES;
766         int i;
767
768         if (limit > 1)
769                 limit = 12;
770         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
771         if (ac_ptr) {
772                 for_each_node(i) {
773                         if (i == node || !node_online(i)) {
774                                 ac_ptr[i] = NULL;
775                                 continue;
776                         }
777                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
778                         if (!ac_ptr[i]) {
779                                 for (i--; i <=0; i--)
780                                         kfree(ac_ptr[i]);
781                                 kfree(ac_ptr);
782                                 return NULL;
783                         }
784                 }
785         }
786         return ac_ptr;
787 }
788
789 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
790 {
791         int i;
792
793         if (!ac_ptr)
794                 return;
795
796         for_each_node(i)
797                 kfree(ac_ptr[i]);
798
799         kfree(ac_ptr);
800 }
801
802 static inline void __drain_alien_cache(kmem_cache_t *cachep, struct array_cache *ac, int node)
803 {
804         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
805
806         if (ac->avail) {
807                 spin_lock(&rl3->list_lock);
808                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
809                 ac->avail = 0;
810                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
811         }
812 }
813
814 static void drain_alien_cache(kmem_cache_t *cachep, struct kmem_list3 *l3)
815 {
816         int i=0;
817         struct array_cache *ac;
818         unsigned long flags;
819
820         for_each_online_node(i) {
821                 ac = l3->alien[i];
822                 if (ac) {
823                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
824                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
825                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
826                 }
827         }
828 }
829 #else
830 #define alloc_alien_cache(node, limit) do { } while (0)
831 #define free_alien_cache(ac_ptr) do { } while (0)
832 #define drain_alien_cache(cachep, l3) do { } while (0)
833 #endif
834
835 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
836                                   unsigned long action, void *hcpu)
837 {
838         long cpu = (long)hcpu;
839         kmem_cache_t* cachep;
840         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
841         int node = cpu_to_node(cpu);
842         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
843         struct array_cache *nc = NULL;
844
845         switch (action) {
846         case CPU_UP_PREPARE:
847                 down(&cache_chain_sem);
848                 /* we need to do this right in the beginning since
849                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
850                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
851                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
852                  */
853
854                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
855                         /* setup the size64 kmemlist for cpu before we can
856                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
857                          * node has not already allocated this
858                          */
859                         if (!cachep->nodelists[node]) {
860                                 if (!(l3 = kmalloc_node(memsize,
861                                                 GFP_KERNEL, node)))
862                                         goto bad;
863                                 kmem_list3_init(l3);
864                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
865                                   ((unsigned long)cachep)%REAPTIMEOUT_LIST3;
866
867                                 cachep->nodelists[node] = l3;
868                         }
869
870                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
871                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
872                                 (1 + nr_cpus_node(node)) *
873                                 cachep->batchcount + cachep->num;
874                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
875                 }
876
877                 /* Now we can go ahead with allocating the shared array's
878                   & array cache's */
879                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
880                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
881                                         cachep->batchcount);
882                         if (!nc)
883                                 goto bad;
884                         cachep->array[cpu] = nc;
885
886                         l3 = cachep->nodelists[node];
887                         BUG_ON(!l3);
888                         if (!l3->shared) {
889                                 if (!(nc = alloc_arraycache(node,
890                                         cachep->shared*cachep->batchcount,
891                                         0xbaadf00d)))
892                                         goto  bad;
893
894                                 /* we are serialised from CPU_DEAD or
895                                   CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock */
896                                 l3->shared = nc;
897                         }
898                 }
899                 up(&cache_chain_sem);
900                 break;
901         case CPU_ONLINE:
902                 start_cpu_timer(cpu);
903                 break;
904 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
905         case CPU_DEAD:
906                 /* fall thru */
907         case CPU_UP_CANCELED:
908                 down(&cache_chain_sem);
909
910                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
911                         struct array_cache *nc;
912                         cpumask_t mask;
913
914                         mask = node_to_cpumask(node);
915                         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
916                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
917                         nc = cachep->array[cpu];
918                         cachep->array[cpu] = NULL;
919                         l3 = cachep->nodelists[node];
920
921                         if (!l3)
922                                 goto unlock_cache;
923
924                         spin_lock(&l3->list_lock);
925
926                         /* Free limit for this kmem_list3 */
927                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
928                         if (nc)
929                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
930
931                         if (!cpus_empty(mask)) {
932                                 spin_unlock(&l3->list_lock);
933                                 goto unlock_cache;
934                         }
935
936                         if (l3->shared) {
937                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
938                                                 l3->shared->avail, node);
939                                 kfree(l3->shared);
940                                 l3->shared = NULL;
941                         }
942                         if (l3->alien) {
943                                 drain_alien_cache(cachep, l3);
944                                 free_alien_cache(l3->alien);
945                                 l3->alien = NULL;
946                         }
947
948                         /* free slabs belonging to this node */
949                         if (__node_shrink(cachep, node)) {
950                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
951                                 spin_unlock(&l3->list_lock);
952                                 kfree(l3);
953                         } else {
954                                 spin_unlock(&l3->list_lock);
955                         }
956 unlock_cache:
957                         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
958                         kfree(nc);
959                 }
960                 up(&cache_chain_sem);
961                 break;
962 #endif
963         }
964         return NOTIFY_OK;
965 bad:
966         up(&cache_chain_sem);
967         return NOTIFY_BAD;
968 }
969
970 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
971
972 /*
973  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
974  */
975 static void init_list(kmem_cache_t *cachep, struct kmem_list3 *list,
976                 int nodeid)
977 {
978         struct kmem_list3 *ptr;
979
980         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
981         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
982         BUG_ON(!ptr);
983
984         local_irq_disable();
985         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
986         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
987         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
988         local_irq_enable();
989 }
990
991 /* Initialisation.
992  * Called after the gfp() functions have been enabled, and before smp_init().
993  */
994 void __init kmem_cache_init(void)
995 {
996         size_t left_over;
997         struct cache_sizes *sizes;
998         struct cache_names *names;
999         int i;
1000
1001         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1002                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1003                 if (i < MAX_NUMNODES)
1004                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1005         }
1006
1007         /*
1008          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1009          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1010          */
1011         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1012                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1013
1014         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1015          * from caches that do not exist yet:
1016          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the kmem_cache_t
1017          *    structures of all caches, except cache_cache itself: cache_cache
1018          *    is statically allocated.
1019          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1020          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1021          *    array at the end of the bootstrap.
1022          * 2) Create the first kmalloc cache.
1023          *    The kmem_cache_t for the new cache is allocated normally.
1024          *    An __init data area is used for the head array.
1025          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1026          *    head arrays.
1027          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1028          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1029          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1030          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1031          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1032          */
1033
1034         /* 1) create the cache_cache */
1035         init_MUTEX(&cache_chain_sem);
1036         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1037         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1038         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1039         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1040         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1041
1042         cache_cache.objsize = ALIGN(cache_cache.objsize, cache_line_size());
1043
1044         cache_estimate(0, cache_cache.objsize, cache_line_size(), 0,
1045                                 &left_over, &cache_cache.num);
1046         if (!cache_cache.num)
1047                 BUG();
1048
1049         cache_cache.colour = left_over/cache_cache.colour_off;
1050         cache_cache.colour_next = 0;
1051         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num*sizeof(kmem_bufctl_t) +
1052                                 sizeof(struct slab), cache_line_size());
1053
1054         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1055         sizes = malloc_sizes;
1056         names = cache_names;
1057
1058         /* Initialize the caches that provide memory for the array cache
1059          * and the kmem_list3 structures first.
1060          * Without this, further allocations will bug
1061          */
1062
1063         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1064                                 sizes[INDEX_AC].cs_size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1065                                 (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_PANIC), NULL, NULL);
1066
1067         if (INDEX_AC != INDEX_L3)
1068                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1069                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1070                                 sizes[INDEX_L3].cs_size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1071                                 (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_PANIC), NULL, NULL);
1072
1073         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1074                 /*
1075                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1076                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1077                  * eliminates "false sharing".
1078                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1079                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1080                  */
1081                 if(!sizes->cs_cachep)
1082                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1083                                 sizes->cs_size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1084                                 (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_PANIC), NULL, NULL);
1085
1086                 /* Inc off-slab bufctl limit until the ceiling is hit. */
1087                 if (!(OFF_SLAB(sizes->cs_cachep))) {
1088                         offslab_limit = sizes->cs_size-sizeof(struct slab);
1089                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1090                 }
1091
1092                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1093                         sizes->cs_size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1094                         (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_CACHE_DMA | SLAB_PANIC),
1095                         NULL, NULL);
1096
1097                 sizes++;
1098                 names++;
1099         }
1100         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1101         {
1102                 void * ptr;
1103
1104                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1105
1106                 local_irq_disable();
1107                 BUG_ON(ac_data(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1108                 memcpy(ptr, ac_data(&cache_cache),
1109                                 sizeof(struct arraycache_init));
1110                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1111                 local_irq_enable();
1112
1113                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1114
1115                 local_irq_disable();
1116                 BUG_ON(ac_data(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1117                                 != &initarray_generic.cache);
1118                 memcpy(ptr, ac_data(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1119                                 sizeof(struct arraycache_init));
1120                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1121                                                 ptr;
1122                 local_irq_enable();
1123         }
1124         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1125         {
1126                 int node;
1127                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1128                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1129                                 numa_node_id());
1130
1131                 for_each_online_node(node) {
1132                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1133                                         &initkmem_list3[SIZE_AC+node], node);
1134
1135                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1136                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1137                                                 &initkmem_list3[SIZE_L3+node],
1138                                                 node);
1139                         }
1140                 }
1141         }
1142
1143         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1144         {
1145                 kmem_cache_t *cachep;
1146                 down(&cache_chain_sem);
1147                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1148                         enable_cpucache(cachep);
1149                 up(&cache_chain_sem);
1150         }
1151
1152         /* Done! */
1153         g_cpucache_up = FULL;
1154
1155         /* Register a cpu startup notifier callback
1156          * that initializes ac_data for all new cpus
1157          */
1158         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1159
1160         /* The reap timers are started later, with a module init call:
1161          * That part of the kernel is not yet operational.
1162          */
1163 }
1164
1165 static int __init cpucache_init(void)
1166 {
1167         int cpu;
1168
1169         /* 
1170          * Register the timers that return unneeded
1171          * pages to gfp.
1172          */
1173         for_each_online_cpu(cpu)
1174                 start_cpu_timer(cpu);
1175
1176         return 0;
1177 }
1178
1179 __initcall(cpucache_init);
1180
1181 /*
1182  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1183  *
1184  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1185  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1186  * would be relatively rare and ignorable.
1187  */
1188 static void *kmem_getpages(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags, int nodeid)
1189 {
1190         struct page *page;
1191         void *addr;
1192         int i;
1193
1194         flags |= cachep->gfpflags;
1195         if (likely(nodeid == -1)) {
1196                 page = alloc_pages(flags, cachep->gfporder);
1197         } else {
1198                 page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1199         }
1200         if (!page)
1201                 return NULL;
1202         addr = page_address(page);
1203
1204         i = (1 << cachep->gfporder);
1205         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1206                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
1207         add_page_state(nr_slab, i);
1208         while (i--) {
1209                 SetPageSlab(page);
1210                 page++;
1211         }
1212         return addr;
1213 }
1214
1215 /*
1216  * Interface to system's page release.
1217  */
1218 static void kmem_freepages(kmem_cache_t *cachep, void *addr)
1219 {
1220         unsigned long i = (1<<cachep->gfporder);
1221         struct page *page = virt_to_page(addr);
1222         const unsigned long nr_freed = i;
1223
1224         while (i--) {
1225                 if (!TestClearPageSlab(page))
1226                         BUG();
1227                 page++;
1228         }
1229         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
1230         if (current->reclaim_state)
1231                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1232         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1233         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) 
1234                 atomic_sub(1<<cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1235 }
1236
1237 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1238 {
1239         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *) head;
1240         kmem_cache_t *cachep = slab_rcu->cachep;
1241
1242         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1243         if (OFF_SLAB(cachep))
1244                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1245 }
1246
1247 #if DEBUG
1248
1249 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1250 static void store_stackinfo(kmem_cache_t *cachep, unsigned long *addr,
1251                                 unsigned long caller)
1252 {
1253         int size = obj_reallen(cachep);
1254
1255         addr = (unsigned long *)&((char*)addr)[obj_dbghead(cachep)];
1256
1257         if (size < 5*sizeof(unsigned long))
1258                 return;
1259
1260         *addr++=0x12345678;
1261         *addr++=caller;
1262         *addr++=smp_processor_id();
1263         size -= 3*sizeof(unsigned long);
1264         {
1265                 unsigned long *sptr = &caller;
1266                 unsigned long svalue;
1267
1268                 while (!kstack_end(sptr)) {
1269                         svalue = *sptr++;
1270                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1271                                 *addr++=svalue;
1272                                 size -= sizeof(unsigned long);
1273                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1274                                         break;
1275                         }
1276                 }
1277
1278         }
1279         *addr++=0x87654321;
1280 }
1281 #endif
1282
1283 static void poison_obj(kmem_cache_t *cachep, void *addr, unsigned char val)
1284 {
1285         int size = obj_reallen(cachep);
1286         addr = &((char*)addr)[obj_dbghead(cachep)];
1287
1288         memset(addr, val, size);
1289         *(unsigned char *)(addr+size-1) = POISON_END;
1290 }
1291
1292 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1293 {
1294         int i;
1295         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1296         for (i=0;i<limit;i++) {
1297                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset+i]);
1298         }
1299         printk("\n");
1300 }
1301 #endif
1302
1303 #if DEBUG
1304
1305 static void print_objinfo(kmem_cache_t *cachep, void *objp, int lines)
1306 {
1307         int i, size;
1308         char *realobj;
1309
1310         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1311                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1312                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1313                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1314         }
1315
1316         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1317                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1318                                 *dbg_userword(cachep, objp));
1319                 print_symbol("(%s)",
1320                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1321                 printk("\n");
1322         }
1323         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1324         size = obj_reallen(cachep);
1325         for (i=0; i<size && lines;i+=16, lines--) {
1326                 int limit;
1327                 limit = 16;
1328                 if (i+limit > size)
1329                         limit = size-i;
1330                 dump_line(realobj, i, limit);
1331         }
1332 }
1333
1334 static void check_poison_obj(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
1335 {
1336         char *realobj;
1337         int size, i;
1338         int lines = 0;
1339
1340         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1341         size = obj_reallen(cachep);
1342
1343         for (i=0;i<size;i++) {
1344                 char exp = POISON_FREE;
1345                 if (i == size-1)
1346                         exp = POISON_END;
1347                 if (realobj[i] != exp) {
1348                         int limit;
1349                         /* Mismatch ! */
1350                         /* Print header */
1351                         if (lines == 0) {
1352                                 printk(KERN_ERR "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1353                                                 realobj, size);
1354                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1355                         }
1356                         /* Hexdump the affected line */
1357                         i = (i/16)*16;
1358                         limit = 16;
1359                         if (i+limit > size)
1360                                 limit = size-i;
1361                         dump_line(realobj, i, limit);
1362                         i += 16;
1363                         lines++;
1364                         /* Limit to 5 lines */
1365                         if (lines > 5)
1366                                 break;
1367                 }
1368         }
1369         if (lines != 0) {
1370                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1371                  * exist:
1372                  */
1373                 struct slab *slabp = GET_PAGE_SLAB(virt_to_page(objp));
1374                 int objnr;
1375
1376                 objnr = (objp-slabp->s_mem)/cachep->objsize;
1377                 if (objnr) {
1378                         objp = slabp->s_mem+(objnr-1)*cachep->objsize;
1379                         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1380                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1381                                                 realobj, size);
1382                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1383                 }
1384                 if (objnr+1 < cachep->num) {
1385                         objp = slabp->s_mem+(objnr+1)*cachep->objsize;
1386                         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1387                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1388                                                 realobj, size);
1389                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1390                 }
1391         }
1392 }
1393 #endif
1394
1395 /* Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1396  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.
1397  * The cache-lock is not held/needed.
1398  */
1399 static void slab_destroy (kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp)
1400 {
1401         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1402
1403 #if DEBUG
1404         int i;
1405         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1406                 void *objp = slabp->s_mem + cachep->objsize * i;
1407
1408                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1409 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1410                         if ((cachep->objsize%PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep))
1411                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE,1);
1412                         else
1413                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1414 #else
1415                         check_poison_obj(cachep, objp);
1416 #endif
1417                 }
1418                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1419                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1420                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1421                                                         "was overwritten");
1422                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1423                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1424                                                         "was overwritten");
1425                 }
1426                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1427                         (cachep->dtor)(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, 0);
1428         }
1429 #else
1430         if (cachep->dtor) {
1431                 int i;
1432                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1433                         void* objp = slabp->s_mem+cachep->objsize*i;
1434                         (cachep->dtor)(objp, cachep, 0);
1435                 }
1436         }
1437 #endif
1438
1439         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1440                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1441
1442                 slab_rcu = (struct slab_rcu *) slabp;
1443                 slab_rcu->cachep = cachep;
1444                 slab_rcu->addr = addr;
1445                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1446         } else {
1447                 kmem_freepages(cachep, addr);
1448                 if (OFF_SLAB(cachep))
1449                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1450         }
1451 }
1452
1453 /* For setting up all the kmem_list3s for cache whose objsize is same
1454    as size of kmem_list3. */
1455 static inline void set_up_list3s(kmem_cache_t *cachep, int index)
1456 {
1457         int node;
1458
1459         for_each_online_node(node) {
1460                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index+node];
1461                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1462                         REAPTIMEOUT_LIST3 +
1463                         ((unsigned long)cachep)%REAPTIMEOUT_LIST3;
1464         }
1465 }
1466
1467 /**
1468  * kmem_cache_create - Create a cache.
1469  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1470  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1471  * @align: The required alignment for the objects.
1472  * @flags: SLAB flags
1473  * @ctor: A constructor for the objects.
1474  * @dtor: A destructor for the objects.
1475  *
1476  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1477  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1478  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1479  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1480  *
1481  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1482  * the module calling this has to destroy the cache before getting 
1483  * unloaded.
1484  * 
1485  * The flags are
1486  *
1487  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1488  * to catch references to uninitialised memory.
1489  *
1490  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1491  * for buffer overruns.
1492  *
1493  * %SLAB_NO_REAP - Don't automatically reap this cache when we're under
1494  * memory pressure.
1495  *
1496  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1497  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1498  * as davem.
1499  */
1500 kmem_cache_t *
1501 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1502         unsigned long flags, void (*ctor)(void*, kmem_cache_t *, unsigned long),
1503         void (*dtor)(void*, kmem_cache_t *, unsigned long))
1504 {
1505         size_t left_over, slab_size, ralign;
1506         kmem_cache_t *cachep = NULL;
1507
1508         /*
1509          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1510          */
1511         if ((!name) ||
1512                 in_interrupt() ||
1513                 (size < BYTES_PER_WORD) ||
1514                 (size > (1<<MAX_OBJ_ORDER)*PAGE_SIZE) ||
1515                 (dtor && !ctor)) {
1516                         printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n",
1517                                         __FUNCTION__, name);
1518                         BUG();
1519                 }
1520
1521 #if DEBUG
1522         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1523         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1524                 /* No constructor, but inital state check requested */
1525                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1526                                 "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1527                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1528         }
1529
1530 #if FORCED_DEBUG
1531         /*
1532          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1533          * large objects, if the increased size would increase the object size
1534          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1535          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1536          */
1537         if ((size < 4096 || fls(size-1) == fls(size-1+3*BYTES_PER_WORD)))
1538                 flags |= SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER;
1539         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1540                 flags |= SLAB_POISON;
1541 #endif
1542         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1543                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
1544 #endif
1545         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1546                 BUG_ON(dtor);
1547
1548         /*
1549          * Always checks flags, a caller might be expecting debug
1550          * support which isn't available.
1551          */
1552         if (flags & ~CREATE_MASK)
1553                 BUG();
1554
1555         /* Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1556          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1557          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1558          */
1559         if (size & (BYTES_PER_WORD-1)) {
1560                 size += (BYTES_PER_WORD-1);
1561                 size &= ~(BYTES_PER_WORD-1);
1562         }
1563
1564         /* calculate out the final buffer alignment: */
1565         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
1566         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1567                 /* Default alignment: as specified by the arch code.
1568                  * Except if an object is really small, then squeeze multiple
1569                  * objects into one cacheline.
1570                  */
1571                 ralign = cache_line_size();
1572                 while (size <= ralign/2)
1573                         ralign /= 2;
1574         } else {
1575                 ralign = BYTES_PER_WORD;
1576         }
1577         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
1578         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
1579                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1580                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1581                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER);
1582         }
1583         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
1584         if (ralign < align) {
1585                 ralign = align;
1586                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1587                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER);
1588         }
1589         /* 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
1590          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
1591          */
1592         align = ralign;
1593
1594         /* Get cache's description obj. */
1595         cachep = (kmem_cache_t *) kmem_cache_alloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
1596         if (!cachep)
1597                 goto opps;
1598         memset(cachep, 0, sizeof(kmem_cache_t));
1599
1600 #if DEBUG
1601         cachep->reallen = size;
1602
1603         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1604                 /* redzoning only works with word aligned caches */
1605                 align = BYTES_PER_WORD;
1606
1607                 /* add space for red zone words */
1608                 cachep->dbghead += BYTES_PER_WORD;
1609                 size += 2*BYTES_PER_WORD;
1610         }
1611         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
1612                 /* user store requires word alignment and
1613                  * one word storage behind the end of the real
1614                  * object.
1615                  */
1616                 align = BYTES_PER_WORD;
1617                 size += BYTES_PER_WORD;
1618         }
1619 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
1620         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3+1].cs_size && cachep->reallen > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
1621                 cachep->dbghead += PAGE_SIZE - size;
1622                 size = PAGE_SIZE;
1623         }
1624 #endif
1625 #endif
1626
1627         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
1628         if (size >= (PAGE_SIZE>>3))
1629                 /*
1630                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
1631                  * off-slab (should allow better packing of objs).
1632                  */
1633                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
1634
1635         size = ALIGN(size, align);
1636
1637         if ((flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) && size <= PAGE_SIZE) {
1638                 /*
1639                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1640                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1641                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1642                  */
1643                 cachep->gfporder = 0;
1644                 cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1645                                         &left_over, &cachep->num);
1646         } else {
1647                 /*
1648                  * Calculate size (in pages) of slabs, and the num of objs per
1649                  * slab.  This could be made much more intelligent.  For now,
1650                  * try to avoid using high page-orders for slabs.  When the
1651                  * gfp() funcs are more friendly towards high-order requests,
1652                  * this should be changed.
1653                  */
1654                 do {
1655                         unsigned int break_flag = 0;
1656 cal_wastage:
1657                         cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1658                                                 &left_over, &cachep->num);
1659                         if (break_flag)
1660                                 break;
1661                         if (cachep->gfporder >= MAX_GFP_ORDER)
1662                                 break;
1663                         if (!cachep->num)
1664                                 goto next;
1665                         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB &&
1666                                         cachep->num > offslab_limit) {
1667                                 /* This num of objs will cause problems. */
1668                                 cachep->gfporder--;
1669                                 break_flag++;
1670                                 goto cal_wastage;
1671                         }
1672
1673                         /*
1674                          * Large num of objs is good, but v. large slabs are
1675                          * currently bad for the gfp()s.
1676                          */
1677                         if (cachep->gfporder >= slab_break_gfp_order)
1678                                 break;
1679
1680                         if ((left_over*8) <= (PAGE_SIZE<<cachep->gfporder))
1681                                 break;  /* Acceptable internal fragmentation. */
1682 next:
1683                         cachep->gfporder++;
1684                 } while (1);
1685         }
1686
1687         if (!cachep->num) {
1688                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
1689                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1690                 cachep = NULL;
1691                 goto opps;
1692         }
1693         slab_size = ALIGN(cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t)
1694                                 + sizeof(struct slab), align);
1695
1696         /*
1697          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1698          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1699          */
1700         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
1701                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
1702                 left_over -= slab_size;
1703         }
1704
1705         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1706                 /* really off slab. No need for manual alignment */
1707                 slab_size = cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t)+sizeof(struct slab);
1708         }
1709
1710         cachep->colour_off = cache_line_size();
1711         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
1712         if (cachep->colour_off < align)
1713                 cachep->colour_off = align;
1714         cachep->colour = left_over/cachep->colour_off;
1715         cachep->slab_size = slab_size;
1716         cachep->flags = flags;
1717         cachep->gfpflags = 0;
1718         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
1719                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
1720         spin_lock_init(&cachep->spinlock);
1721         cachep->objsize = size;
1722
1723         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
1724                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
1725         cachep->ctor = ctor;
1726         cachep->dtor = dtor;
1727         cachep->name = name;
1728
1729         /* Don't let CPUs to come and go */
1730         lock_cpu_hotplug();
1731
1732         if (g_cpucache_up == FULL) {
1733                 enable_cpucache(cachep);
1734         } else {
1735                 if (g_cpucache_up == NONE) {
1736                         /* Note: the first kmem_cache_create must create
1737                          * the cache that's used by kmalloc(24), otherwise
1738                          * the creation of further caches will BUG().
1739                          */
1740                         cachep->array[smp_processor_id()] =
1741                                 &initarray_generic.cache;
1742
1743                         /* If the cache that's used by
1744                          * kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is the first cache,
1745                          * then we need to set up all its list3s, otherwise
1746                          * the creation of further caches will BUG().
1747                          */
1748                         set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1749                         if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1750                                 g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1751                         else
1752                                 g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1753                 } else {
1754                         cachep->array[smp_processor_id()] =
1755                                 kmalloc(sizeof(struct arraycache_init),
1756                                                 GFP_KERNEL);
1757
1758                         if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1759                                 set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1760                                 g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1761                         } else {
1762                                 int node;
1763                                 for_each_online_node(node) {
1764
1765                                         cachep->nodelists[node] =
1766                                                 kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
1767                                                                 GFP_KERNEL, node);
1768                                         BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1769                                         kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
1770                                 }
1771                         }
1772                 }
1773                 cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1774                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1775                         ((unsigned long)cachep)%REAPTIMEOUT_LIST3;
1776
1777                 BUG_ON(!ac_data(cachep));
1778                 ac_data(cachep)->avail = 0;
1779                 ac_data(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1780                 ac_data(cachep)->batchcount = 1;
1781                 ac_data(cachep)->touched = 0;
1782                 cachep->batchcount = 1;
1783                 cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1784         } 
1785
1786         /* Need the semaphore to access the chain. */
1787         down(&cache_chain_sem);
1788         {
1789                 struct list_head *p;
1790                 mm_segment_t old_fs;
1791
1792                 old_fs = get_fs();
1793                 set_fs(KERNEL_DS);
1794                 list_for_each(p, &cache_chain) {
1795                         kmem_cache_t *pc = list_entry(p, kmem_cache_t, next);
1796                         char tmp;
1797                         /* This happens when the module gets unloaded and doesn't
1798                            destroy its slab cache and noone else reuses the vmalloc
1799                            area of the module. Print a warning. */
1800                         if (__get_user(tmp,pc->name)) { 
1801                                 printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n", 
1802                                         pc->objsize); 
1803                                 continue; 
1804                         }       
1805                         if (!strcmp(pc->name,name)) { 
1806                                 printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n",name); 
1807                                 up(&cache_chain_sem); 
1808                                 unlock_cpu_hotplug();
1809                                 BUG(); 
1810                         }       
1811                 }
1812                 set_fs(old_fs);
1813         }
1814
1815         /* cache setup completed, link it into the list */
1816         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
1817         up(&cache_chain_sem);
1818         unlock_cpu_hotplug();
1819 opps:
1820         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
1821                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
1822                         name);
1823         return cachep;
1824 }
1825 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
1826
1827 #if DEBUG
1828 static void check_irq_off(void)
1829 {
1830         BUG_ON(!irqs_disabled());
1831 }
1832
1833 static void check_irq_on(void)
1834 {
1835         BUG_ON(irqs_disabled());
1836 }
1837
1838 static void check_spinlock_acquired(kmem_cache_t *cachep)
1839 {
1840 #ifdef CONFIG_SMP
1841         check_irq_off();
1842         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
1843 #endif
1844 }
1845
1846 static inline void check_spinlock_acquired_node(kmem_cache_t *cachep, int node)
1847 {
1848 #ifdef CONFIG_SMP
1849         check_irq_off();
1850         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1851 #endif
1852 }
1853
1854 #else
1855 #define check_irq_off() do { } while(0)
1856 #define check_irq_on()  do { } while(0)
1857 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
1858 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
1859 #endif
1860
1861 /*
1862  * Waits for all CPUs to execute func().
1863  */
1864 static void smp_call_function_all_cpus(void (*func) (void *arg), void *arg)
1865 {
1866         check_irq_on();
1867         preempt_disable();
1868
1869         local_irq_disable();
1870         func(arg);
1871         local_irq_enable();
1872
1873         if (smp_call_function(func, arg, 1, 1))
1874                 BUG();
1875
1876         preempt_enable();
1877 }
1878
1879 static void drain_array_locked(kmem_cache_t* cachep,
1880                                 struct array_cache *ac, int force, int node);
1881
1882 static void do_drain(void *arg)
1883 {
1884         kmem_cache_t *cachep = (kmem_cache_t*)arg;
1885         struct array_cache *ac;
1886         int node = numa_node_id();
1887
1888         check_irq_off();
1889         ac = ac_data(cachep);
1890         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1891         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1892         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1893         ac->avail = 0;
1894 }
1895
1896 static void drain_cpu_caches(kmem_cache_t *cachep)
1897 {
1898         struct kmem_list3 *l3;
1899         int node;
1900
1901         smp_call_function_all_cpus(do_drain, cachep);
1902         check_irq_on();
1903         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1904         for_each_online_node(node)  {
1905                 l3 = cachep->nodelists[node];
1906                 if (l3) {
1907                         spin_lock(&l3->list_lock);
1908                         drain_array_locked(cachep, l3->shared, 1, node);
1909                         spin_unlock(&l3->list_lock);
1910                         if (l3->alien)
1911                                 drain_alien_cache(cachep, l3);
1912                 }
1913         }
1914         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1915 }
1916
1917 static int __node_shrink(kmem_cache_t *cachep, int node)
1918 {
1919         struct slab *slabp;
1920         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[node];
1921         int ret;
1922
1923         for (;;) {
1924                 struct list_head *p;
1925
1926                 p = l3->slabs_free.prev;
1927                 if (p == &l3->slabs_free)
1928                         break;
1929
1930                 slabp = list_entry(l3->slabs_free.prev, struct slab, list);
1931 #if DEBUG
1932                 if (slabp->inuse)
1933                         BUG();
1934 #endif
1935                 list_del(&slabp->list);
1936
1937                 l3->free_objects -= cachep->num;
1938                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1939                 slab_destroy(cachep, slabp);
1940                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1941         }
1942         ret = !list_empty(&l3->slabs_full) ||
1943                 !list_empty(&l3->slabs_partial);
1944         return ret;
1945 }
1946
1947 static int __cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
1948 {
1949         int ret = 0, i = 0;
1950         struct kmem_list3 *l3;
1951
1952         drain_cpu_caches(cachep);
1953
1954         check_irq_on();
1955         for_each_online_node(i) {
1956                 l3 = cachep->nodelists[i];
1957                 if (l3) {
1958                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1959                         ret += __node_shrink(cachep, i);
1960                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1961                 }
1962         }
1963         return (ret ? 1 : 0);
1964 }
1965
1966 /**
1967  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
1968  * @cachep: The cache to shrink.
1969  *
1970  * Releases as many slabs as possible for a cache.
1971  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
1972  */
1973 int kmem_cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
1974 {
1975         if (!cachep || in_interrupt())
1976                 BUG();
1977
1978         return __cache_shrink(cachep);
1979 }
1980 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
1981
1982 /**
1983  * kmem_cache_destroy - delete a cache
1984  * @cachep: the cache to destroy
1985  *
1986  * Remove a kmem_cache_t object from the slab cache.
1987  * Returns 0 on success.
1988  *
1989  * It is expected this function will be called by a module when it is
1990  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
1991  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
1992  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
1993  *
1994  * The cache must be empty before calling this function.
1995  *
1996  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
1997  * during the kmem_cache_destroy().
1998  */
1999 int kmem_cache_destroy(kmem_cache_t * cachep)
2000 {
2001         int i;
2002         struct kmem_list3 *l3;
2003
2004         if (!cachep || in_interrupt())
2005                 BUG();
2006
2007         /* Don't let CPUs to come and go */
2008         lock_cpu_hotplug();
2009
2010         /* Find the cache in the chain of caches. */
2011         down(&cache_chain_sem);
2012         /*
2013          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2014          */
2015         list_del(&cachep->next);
2016         up(&cache_chain_sem);
2017
2018         if (__cache_shrink(cachep)) {
2019                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2020                 down(&cache_chain_sem);
2021                 list_add(&cachep->next,&cache_chain);
2022                 up(&cache_chain_sem);
2023                 unlock_cpu_hotplug();
2024                 return 1;
2025         }
2026
2027         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2028                 synchronize_rcu();
2029
2030         for_each_online_cpu(i)
2031                 kfree(cachep->array[i]);
2032
2033         /* NUMA: free the list3 structures */
2034         for_each_online_node(i) {
2035                 if ((l3 = cachep->nodelists[i])) {
2036                         kfree(l3->shared);
2037                         free_alien_cache(l3->alien);
2038                         kfree(l3);
2039                 }
2040         }
2041         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2042
2043         unlock_cpu_hotplug();
2044
2045         return 0;
2046 }
2047 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2048
2049 /* Get the memory for a slab management obj. */
2050 static struct slab* alloc_slabmgmt(kmem_cache_t *cachep, void *objp,
2051                         int colour_off, unsigned int __nocast local_flags)
2052 {
2053         struct slab *slabp;
2054         
2055         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2056                 /* Slab management obj is off-slab. */
2057                 slabp = kmem_cache_alloc(cachep->slabp_cache, local_flags);
2058                 if (!slabp)
2059                         return NULL;
2060         } else {
2061                 slabp = objp+colour_off;
2062                 colour_off += cachep->slab_size;
2063         }
2064         slabp->inuse = 0;
2065         slabp->colouroff = colour_off;
2066         slabp->s_mem = objp+colour_off;
2067
2068         return slabp;
2069 }
2070
2071 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2072 {
2073         return (kmem_bufctl_t *)(slabp+1);
2074 }
2075
2076 static void cache_init_objs(kmem_cache_t *cachep,
2077                         struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2078 {
2079         int i;
2080
2081         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2082                 void *objp = slabp->s_mem+cachep->objsize*i;
2083 #if DEBUG
2084                 /* need to poison the objs? */
2085                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2086                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2087                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2088                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2089
2090                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2091                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2092                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2093                 }
2094                 /*
2095                  * Constructors are not allowed to allocate memory from
2096                  * the same cache which they are a constructor for.
2097                  * Otherwise, deadlock. They must also be threaded.
2098                  */
2099                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2100                         cachep->ctor(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, ctor_flags);
2101
2102                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2103                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2104                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2105                                                         " end of an object");
2106                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2107                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2108                                                         " start of an object");
2109                 }
2110                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2111                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 0);
2112 #else
2113                 if (cachep->ctor)
2114                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2115 #endif
2116                 slab_bufctl(slabp)[i] = i+1;
2117         }
2118         slab_bufctl(slabp)[i-1] = BUFCTL_END;
2119         slabp->free = 0;
2120 }
2121
2122 static void kmem_flagcheck(kmem_cache_t *cachep, unsigned int flags)
2123 {
2124         if (flags & SLAB_DMA) {
2125                 if (!(cachep->gfpflags & GFP_DMA))
2126                         BUG();
2127         } else {
2128                 if (cachep->gfpflags & GFP_DMA)
2129                         BUG();
2130         }
2131 }
2132
2133 static void set_slab_attr(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp, void *objp)
2134 {
2135         int i;
2136         struct page *page;
2137
2138         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
2139         i = 1 << cachep->gfporder;
2140         page = virt_to_page(objp);
2141         do {
2142                 SET_PAGE_CACHE(page, cachep);
2143                 SET_PAGE_SLAB(page, slabp);
2144                 page++;
2145         } while (--i);
2146 }
2147
2148 /*
2149  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2150  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2151  */
2152 static int cache_grow(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags, int nodeid)
2153 {
2154         struct slab     *slabp;
2155         void            *objp;
2156         size_t           offset;
2157         unsigned int     local_flags;
2158         unsigned long    ctor_flags;
2159         struct kmem_list3 *l3;
2160
2161         /* Be lazy and only check for valid flags here,
2162          * keeping it out of the critical path in kmem_cache_alloc().
2163          */
2164         if (flags & ~(SLAB_DMA|SLAB_LEVEL_MASK|SLAB_NO_GROW))
2165                 BUG();
2166         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2167                 return 0;
2168
2169         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2170         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2171         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2172                 /*
2173                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2174                  * this - it might need to know...
2175                  */
2176                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2177
2178         /* About to mess with non-constant members - lock. */
2179         check_irq_off();
2180         spin_lock(&cachep->spinlock);
2181
2182         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2183         offset = cachep->colour_next;
2184         cachep->colour_next++;
2185         if (cachep->colour_next >= cachep->colour)
2186                 cachep->colour_next = 0;
2187         offset *= cachep->colour_off;
2188
2189         spin_unlock(&cachep->spinlock);
2190
2191         check_irq_off();
2192         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2193                 local_irq_enable();
2194
2195         /*
2196          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2197          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2198          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2199          * will eventually be caught here (where it matters).
2200          */
2201         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2202
2203         /* Get mem for the objs.
2204          * Attempt to allocate a physical page from 'nodeid',
2205          */
2206         if (!(objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid)))
2207                 goto failed;
2208
2209         /* Get slab management. */
2210         if (!(slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags)))
2211                 goto opps1;
2212
2213         slabp->nodeid = nodeid;
2214         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
2215
2216         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2217
2218         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2219                 local_irq_disable();
2220         check_irq_off();
2221         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2222         spin_lock(&l3->list_lock);
2223
2224         /* Make slab active. */
2225         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2226         STATS_INC_GROWN(cachep);
2227         l3->free_objects += cachep->num;
2228         spin_unlock(&l3->list_lock);
2229         return 1;
2230 opps1:
2231         kmem_freepages(cachep, objp);
2232 failed:
2233         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2234                 local_irq_disable();
2235         return 0;
2236 }
2237
2238 #if DEBUG
2239
2240 /*
2241  * Perform extra freeing checks:
2242  * - detect bad pointers.
2243  * - POISON/RED_ZONE checking
2244  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2245  */
2246 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2247 {
2248         struct page *page;
2249
2250         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2251                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2252                         (unsigned long)objp);   
2253                 BUG();  
2254         }
2255         page = virt_to_page(objp);
2256         if (!PageSlab(page)) {
2257                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n", (unsigned long)objp);
2258                 BUG();
2259         }
2260 }
2261
2262 static void *cache_free_debugcheck(kmem_cache_t *cachep, void *objp,
2263                                         void *caller)
2264 {
2265         struct page *page;
2266         unsigned int objnr;
2267         struct slab *slabp;
2268
2269         objp -= obj_dbghead(cachep);
2270         kfree_debugcheck(objp);
2271         page = virt_to_page(objp);
2272
2273         if (GET_PAGE_CACHE(page) != cachep) {
2274                 printk(KERN_ERR "mismatch in kmem_cache_free: expected cache %p, got %p\n",
2275                                 GET_PAGE_CACHE(page),cachep);
2276                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
2277                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", GET_PAGE_CACHE(page), GET_PAGE_CACHE(page)->name);
2278                 WARN_ON(1);
2279         }
2280         slabp = GET_PAGE_SLAB(page);
2281
2282         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2283                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
2284                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2285                                                 " object was overwritten");
2286                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2287                                         objp, *dbg_redzone1(cachep, objp), *dbg_redzone2(cachep, objp));
2288                 }
2289                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2290                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2291         }
2292         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2293                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2294
2295         objnr = (objp-slabp->s_mem)/cachep->objsize;
2296
2297         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2298         BUG_ON(objp != slabp->s_mem + objnr*cachep->objsize);
2299
2300         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2301                 /* Need to call the slab's constructor so the
2302                  * caller can perform a verify of its state (debugging).
2303                  * Called without the cache-lock held.
2304                  */
2305                 cachep->ctor(objp+obj_dbghead(cachep),
2306                                         cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR|SLAB_CTOR_VERIFY);
2307         }
2308         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2309                 /* we want to cache poison the object,
2310                  * call the destruction callback
2311                  */
2312                 cachep->dtor(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, 0);
2313         }
2314         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2315 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2316                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2317                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2318                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 0);
2319                 } else {
2320                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2321                 }
2322 #else
2323                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2324 #endif
2325         }
2326         return objp;
2327 }
2328
2329 static void check_slabp(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp)
2330 {
2331         kmem_bufctl_t i;
2332         int entries = 0;
2333         
2334         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2335         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2336                 entries++;
2337                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2338                         goto bad;
2339         }
2340         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2341 bad:
2342                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2343                                 cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2344                 for (i=0;i<sizeof(slabp)+cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t);i++) {
2345                         if ((i%16)==0)
2346                                 printk("\n%03x:", i);
2347                         printk(" %02x", ((unsigned char*)slabp)[i]);
2348                 }
2349                 printk("\n");
2350                 BUG();
2351         }
2352 }
2353 #else
2354 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2355 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2356 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2357 #endif
2358
2359 static void *cache_alloc_refill(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags)
2360 {
2361         int batchcount;
2362         struct kmem_list3 *l3;
2363         struct array_cache *ac;
2364
2365         check_irq_off();
2366         ac = ac_data(cachep);
2367 retry:
2368         batchcount = ac->batchcount;
2369         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2370                 /* if there was little recent activity on this
2371                  * cache, then perform only a partial refill.
2372                  * Otherwise we could generate refill bouncing.
2373                  */
2374                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2375         }
2376         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2377
2378         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2379         spin_lock(&l3->list_lock);
2380
2381         if (l3->shared) {
2382                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2383                 if (shared_array->avail) {
2384                         if (batchcount > shared_array->avail)
2385                                 batchcount = shared_array->avail;
2386                         shared_array->avail -= batchcount;
2387                         ac->avail = batchcount;
2388                         memcpy(ac->entry,
2389                                 &(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2390                                 sizeof(void*)*batchcount);
2391                         shared_array->touched = 1;
2392                         goto alloc_done;
2393                 }
2394         }
2395         while (batchcount > 0) {
2396                 struct list_head *entry;
2397                 struct slab *slabp;
2398                 /* Get slab alloc is to come from. */
2399                 entry = l3->slabs_partial.next;
2400                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2401                         l3->free_touched = 1;
2402                         entry = l3->slabs_free.next;
2403                         if (entry == &l3->slabs_free)
2404                                 goto must_grow;
2405                 }
2406
2407                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2408                 check_slabp(cachep, slabp);
2409                 check_spinlock_acquired(cachep);
2410                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2411                         kmem_bufctl_t next;
2412                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2413                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2414                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2415
2416                         /* get obj pointer */
2417                         ac->entry[ac->avail++] = slabp->s_mem +
2418                                 slabp->free*cachep->objsize;
2419
2420                         slabp->inuse++;
2421                         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2422 #if DEBUG
2423                         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
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, unsigned int __nocast 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                         unsigned int __nocast 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, unsigned int __nocast 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, unsigned int __nocast 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, int 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
2639 #if DEBUG
2640                 if (slab_bufctl(slabp)[objnr] != BUFCTL_FREE) {
2641                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2642                                         "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2643                         BUG();
2644                 }
2645 #endif
2646                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2647                 slabp->free = objnr;
2648                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
2649                 slabp->inuse--;
2650                 l3->free_objects++;
2651                 check_slabp(cachep, slabp);
2652
2653                 /* fixup slab chains */
2654                 if (slabp->inuse == 0) {
2655                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
2656                                 l3->free_objects -= cachep->num;
2657                                 slab_destroy(cachep, slabp);
2658                         } else {
2659                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
2660                         }
2661                 } else {
2662                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
2663                          * partial list on free - maximum time for the
2664                          * other objects to be freed, too.
2665                          */
2666                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2667                 }
2668         }
2669 }
2670
2671 static void cache_flusharray(kmem_cache_t *cachep, struct array_cache *ac)
2672 {
2673         int batchcount;
2674         struct kmem_list3 *l3;
2675         int node = numa_node_id();
2676
2677         batchcount = ac->batchcount;
2678 #if DEBUG
2679         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
2680 #endif
2681         check_irq_off();
2682         l3 = cachep->nodelists[node];
2683         spin_lock(&l3->list_lock);
2684         if (l3->shared) {
2685                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2686                 int max = shared_array->limit-shared_array->avail;
2687                 if (max) {
2688                         if (batchcount > max)
2689                                 batchcount = max;
2690                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2691                                         ac->entry,
2692                                         sizeof(void*)*batchcount);
2693                         shared_array->avail += batchcount;
2694                         goto free_done;
2695                 }
2696         }
2697
2698         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
2699 free_done:
2700 #if STATS
2701         {
2702                 int i = 0;
2703                 struct list_head *p;
2704
2705                 p = l3->slabs_free.next;
2706                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
2707                         struct slab *slabp;
2708
2709                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2710                         BUG_ON(slabp->inuse);
2711
2712                         i++;
2713                         p = p->next;
2714                 }
2715                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
2716         }
2717 #endif
2718         spin_unlock(&l3->list_lock);
2719         ac->avail -= batchcount;
2720         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]),
2721                         sizeof(void*)*ac->avail);
2722 }
2723
2724
2725 /*
2726  * __cache_free
2727  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed
2728  * state, it must be in this state _before_ it is released.
2729  *
2730  * Called with disabled ints.
2731  */
2732 static inline void __cache_free(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
2733 {
2734         struct array_cache *ac = ac_data(cachep);
2735
2736         check_irq_off();
2737         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
2738
2739         /* Make sure we are not freeing a object from another
2740          * node to the array cache on this cpu.
2741          */
2742 #ifdef CONFIG_NUMA
2743         {
2744                 struct slab *slabp;
2745                 slabp = GET_PAGE_SLAB(virt_to_page(objp));
2746                 if (unlikely(slabp->nodeid != numa_node_id())) {
2747                         struct array_cache *alien = NULL;
2748                         int nodeid = slabp->nodeid;
2749                         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2750
2751                         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
2752                         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
2753                                 alien = l3->alien[nodeid];
2754                                 spin_lock(&alien->lock);
2755                                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit))
2756                                         __drain_alien_cache(cachep,
2757                                                         alien, nodeid);
2758                                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
2759                                 spin_unlock(&alien->lock);
2760                         } else {
2761                                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
2762                                                 list_lock);
2763                                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
2764                                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
2765                                                 list_lock);
2766                         }
2767                         return;
2768                 }
2769         }
2770 #endif
2771         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
2772                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
2773                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
2774                 return;
2775         } else {
2776                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
2777                 cache_flusharray(cachep, ac);
2778                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
2779         }
2780 }
2781
2782 /**
2783  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
2784  * @cachep: The cache to allocate from.
2785  * @flags: See kmalloc().
2786  *
2787  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
2788  * if the cache has no available objects.
2789  */
2790 void *kmem_cache_alloc(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags)
2791 {
2792         return __cache_alloc(cachep, flags);
2793 }
2794 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2795
2796 /**
2797  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
2798  *      be a slab entry.
2799  * @cachep: the cache we're checking against
2800  * @ptr: pointer to validate
2801  *
2802  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
2803  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
2804  * part of the slab cache in question, but it at least
2805  * validates that the pointer can be dereferenced and
2806  * looks half-way sane.
2807  *
2808  * Currently only used for dentry validation.
2809  */
2810 int fastcall kmem_ptr_validate(kmem_cache_t *cachep, void *ptr)
2811 {
2812         unsigned long addr = (unsigned long) ptr;
2813         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
2814         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD-1;
2815         unsigned long size = cachep->objsize;
2816         struct page *page;
2817
2818         if (unlikely(addr < min_addr))
2819                 goto out;
2820         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
2821                 goto out;
2822         if (unlikely(addr & align_mask))
2823                 goto out;
2824         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
2825                 goto out;
2826         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
2827                 goto out;
2828         page = virt_to_page(ptr);
2829         if (unlikely(!PageSlab(page)))
2830                 goto out;
2831         if (unlikely(GET_PAGE_CACHE(page) != cachep))
2832                 goto out;
2833         return 1;
2834 out:
2835         return 0;
2836 }
2837
2838 #ifdef CONFIG_NUMA
2839 /**
2840  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
2841  * @cachep: The cache to allocate from.
2842  * @flags: See kmalloc().
2843  * @nodeid: node number of the target node.
2844  *
2845  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
2846  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
2847  * can improve the performance for cpu bound structures.
2848  * New and improved: it will now make sure that the object gets
2849  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
2850  */
2851 void *kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags, int nodeid)
2852 {
2853         unsigned long save_flags;
2854         void *ptr;
2855
2856         if (nodeid == -1)
2857                 return __cache_alloc(cachep, flags);
2858
2859         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
2860                 /* Fall back to __cache_alloc if we run into trouble */
2861                 printk(KERN_WARNING "slab: not allocating in inactive node %d for cache %s\n", nodeid, cachep->name);
2862                 return __cache_alloc(cachep,flags);
2863         }
2864
2865         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2866         local_irq_save(save_flags);
2867         if (nodeid == numa_node_id())
2868                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
2869         else
2870                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
2871         local_irq_restore(save_flags);
2872         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, __builtin_return_address(0));
2873
2874         return ptr;
2875 }
2876 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2877
2878 void *kmalloc_node(size_t size, unsigned int __nocast flags, int node)
2879 {
2880         kmem_cache_t *cachep;
2881
2882         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
2883         if (unlikely(cachep == NULL))
2884                 return NULL;
2885         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
2886 }
2887 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
2888 #endif
2889
2890 /**
2891  * kmalloc - allocate memory
2892  * @size: how many bytes of memory are required.
2893  * @flags: the type of memory to allocate.
2894  *
2895  * kmalloc is the normal method of allocating memory
2896  * in the kernel.
2897  *
2898  * The @flags argument may be one of:
2899  *
2900  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
2901  *
2902  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
2903  *
2904  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
2905  *
2906  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
2907  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
2908  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
2909  * from the first 16MB.
2910  */
2911 void *__kmalloc(size_t size, unsigned int __nocast flags)
2912 {
2913         kmem_cache_t *cachep;
2914
2915         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
2916          * __ with kmem_.
2917          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
2918          * functions.
2919          */
2920         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
2921         if (unlikely(cachep == NULL))
2922                 return NULL;
2923         return __cache_alloc(cachep, flags);
2924 }
2925 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2926
2927 #ifdef CONFIG_SMP
2928 /**
2929  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
2930  * cpu in the system, zeroing them.
2931  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
2932  *
2933  * @size: how many bytes of memory are required.
2934  * @align: the alignment, which can't be greater than SMP_CACHE_BYTES.
2935  */
2936 void *__alloc_percpu(size_t size, size_t align)
2937 {
2938         int i;
2939         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof (*pdata), GFP_KERNEL);
2940
2941         if (!pdata)
2942                 return NULL;
2943
2944         /*
2945          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
2946          * and we have no way of figuring out how to fix the array
2947          * that we have allocated then....
2948          */
2949         for_each_cpu(i) {
2950                 int node = cpu_to_node(i);
2951
2952                 if (node_online(node))
2953                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
2954                 else
2955                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
2956
2957                 if (!pdata->ptrs[i])
2958                         goto unwind_oom;
2959                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
2960         }
2961
2962         /* Catch derefs w/o wrappers */
2963         return (void *) (~(unsigned long) pdata);
2964
2965 unwind_oom:
2966         while (--i >= 0) {
2967                 if (!cpu_possible(i))
2968                         continue;
2969                 kfree(pdata->ptrs[i]);
2970         }
2971         kfree(pdata);
2972         return NULL;
2973 }
2974 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
2975 #endif
2976
2977 /**
2978  * kmem_cache_free - Deallocate an object
2979  * @cachep: The cache the allocation was from.
2980  * @objp: The previously allocated object.
2981  *
2982  * Free an object which was previously allocated from this
2983  * cache.
2984  */
2985 void kmem_cache_free(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
2986 {
2987         unsigned long flags;
2988
2989         local_irq_save(flags);
2990         __cache_free(cachep, objp);
2991         local_irq_restore(flags);
2992 }
2993 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2994
2995 /**
2996  * kzalloc - allocate memory. The memory is set to zero.
2997  * @size: how many bytes of memory are required.
2998  * @flags: the type of memory to allocate.
2999  */
3000 void *kzalloc(size_t size, unsigned int __nocast flags)
3001 {
3002         void *ret = kmalloc(size, flags);
3003         if (ret)
3004                 memset(ret, 0, size);
3005         return ret;
3006 }
3007 EXPORT_SYMBOL(kzalloc);
3008
3009 /**
3010  * kfree - free previously allocated memory
3011  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3012  *
3013  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3014  *
3015  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3016  * or you will run into trouble.
3017  */
3018 void kfree(const void *objp)
3019 {
3020         kmem_cache_t *c;
3021         unsigned long flags;
3022
3023         if (unlikely(!objp))
3024                 return;
3025         local_irq_save(flags);
3026         kfree_debugcheck(objp);
3027         c = GET_PAGE_CACHE(virt_to_page(objp));
3028         __cache_free(c, (void*)objp);
3029         local_irq_restore(flags);
3030 }
3031 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3032
3033 #ifdef CONFIG_SMP
3034 /**
3035  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3036  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3037  *
3038  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3039  * The complemented objp is to check for that.
3040  */
3041 void
3042 free_percpu(const void *objp)
3043 {
3044         int i;
3045         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *) (~(unsigned long) objp);
3046
3047         /*
3048          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3049          */
3050         for_each_cpu(i)
3051                 kfree(p->ptrs[i]);
3052         kfree(p);
3053 }
3054 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3055 #endif
3056
3057 unsigned int kmem_cache_size(kmem_cache_t *cachep)
3058 {
3059         return obj_reallen(cachep);
3060 }
3061 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3062
3063 const char *kmem_cache_name(kmem_cache_t *cachep)
3064 {
3065         return cachep->name;
3066 }
3067 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3068
3069 /*
3070  * This initializes kmem_list3 for all nodes.
3071  */
3072 static int alloc_kmemlist(kmem_cache_t *cachep)
3073 {
3074         int node;
3075         struct kmem_list3 *l3;
3076         int err = 0;
3077
3078         for_each_online_node(node) {
3079                 struct array_cache *nc = NULL, *new;
3080                 struct array_cache **new_alien = NULL;
3081 #ifdef CONFIG_NUMA
3082                 if (!(new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit)))
3083                         goto fail;
3084 #endif
3085                 if (!(new = alloc_arraycache(node, (cachep->shared*
3086                                 cachep->batchcount), 0xbaadf00d)))
3087                         goto fail;
3088                 if ((l3 = cachep->nodelists[node])) {
3089
3090                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3091
3092                         if ((nc = cachep->nodelists[node]->shared))
3093                                 free_block(cachep, nc->entry,
3094                                                         nc->avail, node);
3095
3096                         l3->shared = new;
3097                         if (!cachep->nodelists[node]->alien) {
3098                                 l3->alien = new_alien;
3099                                 new_alien = NULL;
3100                         }
3101                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node))*
3102                                 cachep->batchcount + cachep->num;
3103                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3104                         kfree(nc);
3105                         free_alien_cache(new_alien);
3106                         continue;
3107                 }
3108                 if (!(l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
3109                                                 GFP_KERNEL, node)))
3110                         goto fail;
3111
3112                 kmem_list3_init(l3);
3113                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3114                         ((unsigned long)cachep)%REAPTIMEOUT_LIST3;
3115                 l3->shared = new;
3116                 l3->alien = new_alien;
3117                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node))*
3118                         cachep->batchcount + cachep->num;
3119                 cachep->nodelists[node] = l3;
3120         }
3121         return err;
3122 fail:
3123         err = -ENOMEM;
3124         return err;
3125 }
3126
3127 struct ccupdate_struct {
3128         kmem_cache_t *cachep;
3129         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3130 };
3131
3132 static void do_ccupdate_local(void *info)
3133 {
3134         struct ccupdate_struct *new = (struct ccupdate_struct *)info;
3135         struct array_cache *old;
3136
3137         check_irq_off();
3138         old = ac_data(new->cachep);
3139
3140         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3141         new->new[smp_processor_id()] = old;
3142 }
3143
3144
3145 static int do_tune_cpucache(kmem_cache_t *cachep, int limit, int batchcount,
3146                                 int shared)
3147 {
3148         struct ccupdate_struct new;
3149         int i, err;
3150
3151         memset(&new.new,0,sizeof(new.new));
3152         for_each_online_cpu(i) {
3153                 new.new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit, batchcount);
3154                 if (!new.new[i]) {
3155                         for (i--; i >= 0; i--) kfree(new.new[i]);
3156                         return -ENOMEM;
3157                 }
3158         }
3159         new.cachep = cachep;
3160
3161         smp_call_function_all_cpus(do_ccupdate_local, (void *)&new);
3162
3163         check_irq_on();
3164         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
3165         cachep->batchcount = batchcount;
3166         cachep->limit = limit;
3167         cachep->shared = shared;
3168         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
3169
3170         for_each_online_cpu(i) {
3171                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3172                 if (!ccold)
3173                         continue;
3174                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3175                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3176                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3177                 kfree(ccold);
3178         }
3179
3180         err = alloc_kmemlist(cachep);
3181         if (err) {
3182                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3183                                 cachep->name, -err);
3184                 BUG();
3185         }
3186         return 0;
3187 }
3188
3189
3190 static void enable_cpucache(kmem_cache_t *cachep)
3191 {
3192         int err;
3193         int limit, shared;
3194
3195         /* The head array serves three purposes:
3196          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3197          * - reduce the number of spinlock operations.
3198          * - reduce the number of linked list operations on the slab and 
3199          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3200          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3201          * Bonwick.
3202          */
3203         if (cachep->objsize > 131072)
3204                 limit = 1;
3205         else if (cachep->objsize > PAGE_SIZE)
3206                 limit = 8;
3207         else if (cachep->objsize > 1024)
3208                 limit = 24;
3209         else if (cachep->objsize > 256)
3210                 limit = 54;
3211         else
3212                 limit = 120;
3213
3214         /* Cpu bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3215          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3216          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3217          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3218          * replaces Bonwick's magazine layer.
3219          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3220          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3221          */
3222         shared = 0;
3223 #ifdef CONFIG_SMP
3224         if (cachep->objsize <= PAGE_SIZE)
3225                 shared = 8;
3226 #endif
3227
3228 #if DEBUG
3229         /* With debugging enabled, large batchcount lead to excessively
3230          * long periods with disabled local interrupts. Limit the 
3231          * batchcount
3232          */
3233         if (limit > 32)
3234                 limit = 32;
3235 #endif
3236         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit+1)/2, shared);
3237         if (err)
3238                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3239                                         cachep->name, -err);
3240 }
3241
3242 static void drain_array_locked(kmem_cache_t *cachep,
3243                                 struct array_cache *ac, int force, int node)
3244 {
3245         int tofree;
3246
3247         check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3248         if (ac->touched && !force) {
3249                 ac->touched = 0;
3250         } else if (ac->avail) {
3251                 tofree = force ? ac->avail : (ac->limit+4)/5;
3252                 if (tofree > ac->avail) {
3253                         tofree = (ac->avail+1)/2;
3254                 }
3255                 free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3256                 ac->avail -= tofree;
3257                 memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3258                                         sizeof(void*)*ac->avail);
3259         }
3260 }
3261
3262 /**
3263  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3264  *
3265  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3266  * Purpose:
3267  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3268  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3269  *
3270  * If we cannot acquire the cache chain semaphore then just give up - we'll
3271  * try again on the next iteration.
3272  */
3273 static void cache_reap(void *unused)
3274 {
3275         struct list_head *walk;
3276         struct kmem_list3 *l3;
3277
3278         if (down_trylock(&cache_chain_sem)) {
3279                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3280                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC + smp_processor_id());
3281                 return;
3282         }
3283
3284         list_for_each(walk, &cache_chain) {
3285                 kmem_cache_t *searchp;
3286                 struct list_head* p;
3287                 int tofree;
3288                 struct slab *slabp;
3289
3290                 searchp = list_entry(walk, kmem_cache_t, next);
3291
3292                 if (searchp->flags & SLAB_NO_REAP)
3293                         goto next;
3294
3295                 check_irq_on();
3296
3297                 l3 = searchp->nodelists[numa_node_id()];
3298                 if (l3->alien)
3299                         drain_alien_cache(searchp, l3);
3300                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3301
3302                 drain_array_locked(searchp, ac_data(searchp), 0,
3303                                 numa_node_id());
3304
3305                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3306                         goto next_unlock;
3307
3308                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3309
3310                 if (l3->shared)
3311                         drain_array_locked(searchp, l3->shared, 0,
3312                                 numa_node_id());
3313
3314                 if (l3->free_touched) {
3315                         l3->free_touched = 0;
3316                         goto next_unlock;
3317                 }
3318
3319                 tofree = (l3->free_limit+5*searchp->num-1)/(5*searchp->num);
3320                 do {
3321                         p = l3->slabs_free.next;
3322                         if (p == &(l3->slabs_free))
3323                                 break;
3324
3325                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3326                         BUG_ON(slabp->inuse);
3327                         list_del(&slabp->list);
3328                         STATS_INC_REAPED(searchp);
3329
3330                         /* Safe to drop the lock. The slab is no longer
3331                          * linked to the cache.
3332                          * searchp cannot disappear, we hold
3333                          * cache_chain_lock
3334                          */
3335                         l3->free_objects -= searchp->num;
3336                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3337                         slab_destroy(searchp, slabp);
3338                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3339                 } while(--tofree > 0);
3340 next_unlock:
3341                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3342 next:
3343                 cond_resched();
3344         }
3345         check_irq_on();
3346         up(&cache_chain_sem);
3347         drain_remote_pages();
3348         /* Setup the next iteration */
3349         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC + smp_processor_id());
3350 }
3351
3352 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3353
3354 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3355 {
3356         loff_t n = *pos;
3357         struct list_head *p;
3358
3359         down(&cache_chain_sem);
3360         if (!n) {
3361                 /*
3362                  * Output format version, so at least we can change it
3363                  * without _too_ many complaints.
3364                  */
3365 #if STATS
3366                 seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3367 #else
3368                 seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3369 #endif
3370                 seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> <objperslab> <pagesperslab>");
3371                 seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3372                 seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3373 #if STATS
3374                 seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped>"
3375                                 " <error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees>");
3376                 seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3377 #endif
3378                 seq_putc(m, '\n');
3379         }
3380         p = cache_chain.next;
3381         while (n--) {
3382                 p = p->next;
3383                 if (p == &cache_chain)
3384                         return NULL;
3385         }
3386         return list_entry(p, kmem_cache_t, next);
3387 }
3388
3389 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3390 {
3391         kmem_cache_t *cachep = p;
3392         ++*pos;
3393         return cachep->next.next == &cache_chain ? NULL
3394                 : list_entry(cachep->next.next, kmem_cache_t, next);
3395 }
3396
3397 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3398 {
3399         up(&cache_chain_sem);
3400 }
3401
3402 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3403 {
3404         kmem_cache_t *cachep = p;
3405         struct list_head *q;
3406         struct slab     *slabp;
3407         unsigned long   active_objs;
3408         unsigned long   num_objs;
3409         unsigned long   active_slabs = 0;
3410         unsigned long   num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3411         const char *name;
3412         char *error = NULL;
3413         int node;
3414         struct kmem_list3 *l3;
3415
3416         check_irq_on();
3417         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
3418         active_objs = 0;
3419         num_slabs = 0;
3420         for_each_online_node(node) {
3421                 l3 = cachep->nodelists[node];
3422                 if (!l3)
3423                         continue;
3424
3425                 spin_lock(&l3->list_lock);
3426
3427                 list_for_each(q,&l3->slabs_full) {
3428                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3429                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3430                                 error = "slabs_full accounting error";
3431                         active_objs += cachep->num;
3432                         active_slabs++;
3433                 }
3434                 list_for_each(q,&l3->slabs_partial) {
3435                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3436                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3437                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3438                         if (!slabp->inuse && !error)
3439                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3440                         active_objs += slabp->inuse;
3441                         active_slabs++;
3442                 }
3443                 list_for_each(q,&l3->slabs_free) {
3444                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3445                         if (slabp->inuse && !error)
3446                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3447                         num_slabs++;
3448                 }
3449                 free_objects += l3->free_objects;
3450                 shared_avail += l3->shared->avail;
3451
3452                 spin_unlock(&l3->list_lock);
3453         }
3454         num_slabs+=active_slabs;
3455         num_objs = num_slabs*cachep->num;
3456         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3457                 error = "free_objects accounting error";
3458
3459         name = cachep->name; 
3460         if (error)
3461                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3462
3463         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3464                 name, active_objs, num_objs, cachep->objsize,
3465                 cachep->num, (1<<cachep->gfporder));
3466         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3467                         cachep->limit, cachep->batchcount,
3468                         cachep->shared);
3469         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3470                         active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3471 #if STATS
3472         {       /* list3 stats */
3473                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3474                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3475                 unsigned long grown = cachep->grown;
3476                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3477                 unsigned long errors = cachep->errors;
3478                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3479                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3480                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3481
3482                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3483                                 %4lu %4lu %4lu %4lu",
3484                                 allocs, high, grown, reaped, errors,
3485                                 max_freeable, node_allocs, node_frees);
3486         }
3487         /* cpu stats */
3488         {
3489                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3490                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3491                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3492                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3493
3494                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3495                         allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3496         }
3497 #endif
3498         seq_putc(m, '\n');
3499         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
3500         return 0;
3501 }
3502
3503 /*
3504  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3505  *
3506  * Output layout:
3507  * cache-name
3508  * num-active-objs
3509  * total-objs
3510  * object size
3511  * num-active-slabs
3512  * total-slabs
3513  * num-pages-per-slab
3514  * + further values on SMP and with statistics enabled
3515  */
3516
3517 struct seq_operations slabinfo_op = {
3518         .start  = s_start,
3519         .next   = s_next,
3520         .stop   = s_stop,
3521         .show   = s_show,
3522 };
3523
3524 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3525 /**
3526  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3527  * @file: unused
3528  * @buffer: user buffer
3529  * @count: data length
3530  * @ppos: unused
3531  */
3532 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
3533                                 size_t count, loff_t *ppos)
3534 {
3535         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE+1], *tmp;
3536         int limit, batchcount, shared, res;
3537         struct list_head *p;
3538         
3539         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3540                 return -EINVAL;
3541         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3542                 return -EFAULT;
3543         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0'; 
3544
3545         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3546         if (!tmp)
3547                 return -EINVAL;
3548         *tmp = '\0';
3549         tmp++;
3550         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3551                 return -EINVAL;
3552
3553         /* Find the cache in the chain of caches. */
3554         down(&cache_chain_sem);
3555         res = -EINVAL;
3556         list_for_each(p,&cache_chain) {
3557                 kmem_cache_t *cachep = list_entry(p, kmem_cache_t, next);
3558
3559                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3560                         if (limit < 1 ||
3561                             batchcount < 1 ||
3562                             batchcount > limit ||
3563                             shared < 0) {
3564                                 res = 0;
3565                         } else {
3566                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
3567                                                         batchcount, shared);
3568                         }
3569                         break;
3570                 }
3571         }
3572         up(&cache_chain_sem);
3573         if (res >= 0)
3574                 res = count;
3575         return res;
3576 }
3577 #endif
3578
3579 /**
3580  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
3581  * @objp: Pointer to the object
3582  *
3583  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
3584  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
3585  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
3586  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
3587  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
3588  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
3589  * must not be freed during the duration of the call.
3590  */
3591 unsigned int ksize(const void *objp)
3592 {
3593         if (unlikely(objp == NULL))
3594                 return 0;
3595
3596         return obj_reallen(GET_PAGE_CACHE(virt_to_page(objp)));
3597 }
3598
3599
3600 /*
3601  * kstrdup - allocate space for and copy an existing string
3602  *
3603  * @s: the string to duplicate
3604  * @gfp: the GFP mask used in the kmalloc() call when allocating memory
3605  */
3606 char *kstrdup(const char *s, unsigned int __nocast gfp)
3607 {
3608         size_t len;
3609         char *buf;
3610
3611         if (!s)
3612                 return NULL;
3613
3614         len = strlen(s) + 1;
3615         buf = kmalloc(len, gfp);
3616         if (buf)
3617                 memcpy(buf, s, len);
3618         return buf;
3619 }
3620 EXPORT_SYMBOL(kstrdup);