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