[SLAB] Introduce kmem_cache_name
[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  */
79
80 #include        <linux/config.h>
81 #include        <linux/slab.h>
82 #include        <linux/mm.h>
83 #include        <linux/swap.h>
84 #include        <linux/cache.h>
85 #include        <linux/interrupt.h>
86 #include        <linux/init.h>
87 #include        <linux/compiler.h>
88 #include        <linux/seq_file.h>
89 #include        <linux/notifier.h>
90 #include        <linux/kallsyms.h>
91 #include        <linux/cpu.h>
92 #include        <linux/sysctl.h>
93 #include        <linux/module.h>
94 #include        <linux/rcupdate.h>
95
96 #include        <asm/uaccess.h>
97 #include        <asm/cacheflush.h>
98 #include        <asm/tlbflush.h>
99 #include        <asm/page.h>
100
101 /*
102  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
103  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
104  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
105  *
106  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
107  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
108  *
109  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
110  */
111
112 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
113 #define DEBUG           1
114 #define STATS           1
115 #define FORCED_DEBUG    1
116 #else
117 #define DEBUG           0
118 #define STATS           0
119 #define FORCED_DEBUG    0
120 #endif
121
122
123 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
124 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
125
126 #ifndef cache_line_size
127 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
128 #endif
129
130 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
131 /*
132  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
133  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
134  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
135  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
136  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
137  * Note that this flag disables some debug features.
138  */
139 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
140 #endif
141
142 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
143 /*
144  * Enforce a minimum alignment for all caches.
145  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
146  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
147  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
148  * some debug features.
149  */
150 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
151 #endif
152
153 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
154 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
155 #endif
156
157 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
158 #if DEBUG
159 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
160                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
161                          SLAB_NO_REAP | SLAB_CACHE_DMA | \
162                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
163                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
164                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
165 #else
166 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_REAP | \
167                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
168                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
169                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
170 #endif
171
172 /*
173  * kmem_bufctl_t:
174  *
175  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
176  * linked offsets.
177  *
178  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
179  * slab an object belongs to.
180  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
181  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
182  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
183  * that does not use off-slab slabs.
184  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
185  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
186  * to have too many per slab.
187  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
188  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
189  */
190
191 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
192 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
193 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
194
195 /* Max number of objs-per-slab for caches which use off-slab slabs.
196  * Needed to avoid a possible looping condition in cache_grow().
197  */
198 static unsigned long offslab_limit;
199
200 /*
201  * struct slab
202  *
203  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
204  * for a slab, or allocated from an general cache.
205  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
206  */
207 struct slab {
208         struct list_head        list;
209         unsigned long           colouroff;
210         void                    *s_mem;         /* including colour offset */
211         unsigned int            inuse;          /* num of objs active in slab */
212         kmem_bufctl_t           free;
213 };
214
215 /*
216  * struct slab_rcu
217  *
218  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
219  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
220  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
221  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
222  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
223  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
224  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
225  *
226  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
227  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
228  *
229  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
230  */
231 struct slab_rcu {
232         struct rcu_head         head;
233         kmem_cache_t            *cachep;
234         void                    *addr;
235 };
236
237 /*
238  * struct array_cache
239  *
240  * Per cpu structures
241  * Purpose:
242  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
243  * - reduce the number of linked list operations
244  * - reduce spinlock operations
245  *
246  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
247  * footprint.
248  *
249  */
250 struct array_cache {
251         unsigned int avail;
252         unsigned int limit;
253         unsigned int batchcount;
254         unsigned int touched;
255 };
256
257 /* bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore,
258  * but the cpuarrays are allocated from the generic caches...
259  */
260 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
261 struct arraycache_init {
262         struct array_cache cache;
263         void * entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
264 };
265
266 /*
267  * The slab lists of all objects.
268  * Hopefully reduce the internal fragmentation
269  * NUMA: The spinlock could be moved from the kmem_cache_t
270  * into this structure, too. Figure out what causes
271  * fewer cross-node spinlock operations.
272  */
273 struct kmem_list3 {
274         struct list_head        slabs_partial;  /* partial list first, better asm code */
275         struct list_head        slabs_full;
276         struct list_head        slabs_free;
277         unsigned long   free_objects;
278         int             free_touched;
279         unsigned long   next_reap;
280         struct array_cache      *shared;
281 };
282
283 #define LIST3_INIT(parent) \
284         { \
285                 .slabs_full     = LIST_HEAD_INIT(parent.slabs_full), \
286                 .slabs_partial  = LIST_HEAD_INIT(parent.slabs_partial), \
287                 .slabs_free     = LIST_HEAD_INIT(parent.slabs_free) \
288         }
289 #define list3_data(cachep) \
290         (&(cachep)->lists)
291
292 /* NUMA: per-node */
293 #define list3_data_ptr(cachep, ptr) \
294                 list3_data(cachep)
295
296 /*
297  * kmem_cache_t
298  *
299  * manages a cache.
300  */
301         
302 struct kmem_cache_s {
303 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
304         struct array_cache      *array[NR_CPUS];
305         unsigned int            batchcount;
306         unsigned int            limit;
307 /* 2) touched by every alloc & free from the backend */
308         struct kmem_list3       lists;
309         /* NUMA: kmem_3list_t   *nodelists[MAX_NUMNODES] */
310         unsigned int            objsize;
311         unsigned int            flags;  /* constant flags */
312         unsigned int            num;    /* # of objs per slab */
313         unsigned int            free_limit; /* upper limit of objects in the lists */
314         spinlock_t              spinlock;
315
316 /* 3) cache_grow/shrink */
317         /* order of pgs per slab (2^n) */
318         unsigned int            gfporder;
319
320         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
321         unsigned int            gfpflags;
322
323         size_t                  colour;         /* cache colouring range */
324         unsigned int            colour_off;     /* colour offset */
325         unsigned int            colour_next;    /* cache colouring */
326         kmem_cache_t            *slabp_cache;
327         unsigned int            slab_size;
328         unsigned int            dflags;         /* dynamic flags */
329
330         /* constructor func */
331         void (*ctor)(void *, kmem_cache_t *, unsigned long);
332
333         /* de-constructor func */
334         void (*dtor)(void *, kmem_cache_t *, unsigned long);
335
336 /* 4) cache creation/removal */
337         const char              *name;
338         struct list_head        next;
339
340 /* 5) statistics */
341 #if STATS
342         unsigned long           num_active;
343         unsigned long           num_allocations;
344         unsigned long           high_mark;
345         unsigned long           grown;
346         unsigned long           reaped;
347         unsigned long           errors;
348         unsigned long           max_freeable;
349         unsigned long           node_allocs;
350         atomic_t                allochit;
351         atomic_t                allocmiss;
352         atomic_t                freehit;
353         atomic_t                freemiss;
354 #endif
355 #if DEBUG
356         int                     dbghead;
357         int                     reallen;
358 #endif
359 };
360
361 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
362 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
363
364 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
365 /* Optimization question: fewer reaps means less 
366  * probability for unnessary cpucache drain/refill cycles.
367  *
368  * OTHO the cpuarrays can contain lots of objects,
369  * which could lock up otherwise freeable slabs.
370  */
371 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
372 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
373
374 #if STATS
375 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
376 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
377 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
378 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
379 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
380 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { if ((x)->num_active > (x)->high_mark) \
381                                         (x)->high_mark = (x)->num_active; \
382                                 } while (0)
383 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
384 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
385 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
386                                 do { if ((x)->max_freeable < i) \
387                                         (x)->max_freeable = i; \
388                                 } while (0)
389
390 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
391 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
392 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
393 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
394 #else
395 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
396 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
397 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
398 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
399 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
400 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
401 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
402 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
403 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
404                                 do { } while (0)
405
406 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
407 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
408 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
409 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
410 #endif
411
412 #if DEBUG
413 /* Magic nums for obj red zoning.
414  * Placed in the first word before and the first word after an obj.
415  */
416 #define RED_INACTIVE    0x5A2CF071UL    /* when obj is inactive */
417 #define RED_ACTIVE      0x170FC2A5UL    /* when obj is active */
418
419 /* ...and for poisoning */
420 #define POISON_INUSE    0x5a    /* for use-uninitialised poisoning */
421 #define POISON_FREE     0x6b    /* for use-after-free poisoning */
422 #define POISON_END      0xa5    /* end-byte of poisoning */
423
424 /* memory layout of objects:
425  * 0            : objp
426  * 0 .. cachep->dbghead - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
427  *              the end of an object is aligned with the end of the real
428  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
429  * cachep->dbghead - BYTES_PER_WORD .. cachep->dbghead - 1:
430  *              redzone word.
431  * cachep->dbghead: The real object.
432  * cachep->objsize - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
433  * cachep->objsize - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address [BYTES_PER_WORD long]
434  */
435 static int obj_dbghead(kmem_cache_t *cachep)
436 {
437         return cachep->dbghead;
438 }
439
440 static int obj_reallen(kmem_cache_t *cachep)
441 {
442         return cachep->reallen;
443 }
444
445 static unsigned long *dbg_redzone1(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
446 {
447         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
448         return (unsigned long*) (objp+obj_dbghead(cachep)-BYTES_PER_WORD);
449 }
450
451 static unsigned long *dbg_redzone2(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
452 {
453         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
454         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
455                 return (unsigned long*) (objp+cachep->objsize-2*BYTES_PER_WORD);
456         return (unsigned long*) (objp+cachep->objsize-BYTES_PER_WORD);
457 }
458
459 static void **dbg_userword(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
460 {
461         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
462         return (void**)(objp+cachep->objsize-BYTES_PER_WORD);
463 }
464
465 #else
466
467 #define obj_dbghead(x)                  0
468 #define obj_reallen(cachep)             (cachep->objsize)
469 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
470 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
471 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
472
473 #endif
474
475 /*
476  * Maximum size of an obj (in 2^order pages)
477  * and absolute limit for the gfp order.
478  */
479 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
480 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
481 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
482 #elif defined(CONFIG_MMU)
483 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
484 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
485 #else
486 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
487 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
488 #endif
489
490 /*
491  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
492  */
493 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
494 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
495 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
496
497 /* Macros for storing/retrieving the cachep and or slab from the
498  * global 'mem_map'. These are used to find the slab an obj belongs to.
499  * With kfree(), these are used to find the cache which an obj belongs to.
500  */
501 #define SET_PAGE_CACHE(pg,x)  ((pg)->lru.next = (struct list_head *)(x))
502 #define GET_PAGE_CACHE(pg)    ((kmem_cache_t *)(pg)->lru.next)
503 #define SET_PAGE_SLAB(pg,x)   ((pg)->lru.prev = (struct list_head *)(x))
504 #define GET_PAGE_SLAB(pg)     ((struct slab *)(pg)->lru.prev)
505
506 /* These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes. */
507 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
508 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
509 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
510         CACHE(ULONG_MAX)
511 #undef CACHE
512 };
513 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
514
515 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
516 struct cache_names {
517         char *name;
518         char *name_dma;
519 };
520
521 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
522 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
523 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
524         { NULL, }
525 #undef CACHE
526 };
527
528 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
529         { { 0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
530 static struct arraycache_init initarray_generic =
531         { { 0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
532
533 /* internal cache of cache description objs */
534 static kmem_cache_t cache_cache = {
535         .lists          = LIST3_INIT(cache_cache.lists),
536         .batchcount     = 1,
537         .limit          = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
538         .objsize        = sizeof(kmem_cache_t),
539         .flags          = SLAB_NO_REAP,
540         .spinlock       = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
541         .name           = "kmem_cache",
542 #if DEBUG
543         .reallen        = sizeof(kmem_cache_t),
544 #endif
545 };
546
547 /* Guard access to the cache-chain. */
548 static struct semaphore cache_chain_sem;
549 static struct list_head cache_chain;
550
551 /*
552  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many
553  * slab-allocated pages are possibly freeable under pressure
554  *
555  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
556  */
557 atomic_t slab_reclaim_pages;
558 EXPORT_SYMBOL(slab_reclaim_pages);
559
560 /*
561  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
562  * until the general caches are up.
563  */
564 static enum {
565         NONE,
566         PARTIAL,
567         FULL
568 } g_cpucache_up;
569
570 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
571
572 static void free_block(kmem_cache_t* cachep, void** objpp, int len);
573 static void enable_cpucache (kmem_cache_t *cachep);
574 static void cache_reap (void *unused);
575
576 static inline void **ac_entry(struct array_cache *ac)
577 {
578         return (void**)(ac+1);
579 }
580
581 static inline struct array_cache *ac_data(kmem_cache_t *cachep)
582 {
583         return cachep->array[smp_processor_id()];
584 }
585
586 static inline kmem_cache_t *__find_general_cachep(size_t size, int gfpflags)
587 {
588         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
589
590 #if DEBUG
591         /* This happens if someone tries to call
592         * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
593         * the generic caches are initialized.
594         */
595         BUG_ON(csizep->cs_cachep == NULL);
596 #endif
597         while (size > csizep->cs_size)
598                 csizep++;
599
600         /*
601          * Really subtile: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
602          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
603          * for large kmalloc calls required.
604          */
605         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
606                 return csizep->cs_dmacachep;
607         return csizep->cs_cachep;
608 }
609
610 kmem_cache_t *kmem_find_general_cachep(size_t size, int gfpflags)
611 {
612         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
613 }
614 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
615
616 /* Cal the num objs, wastage, and bytes left over for a given slab size. */
617 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t size, size_t align,
618                  int flags, size_t *left_over, unsigned int *num)
619 {
620         int i;
621         size_t wastage = PAGE_SIZE<<gfporder;
622         size_t extra = 0;
623         size_t base = 0;
624
625         if (!(flags & CFLGS_OFF_SLAB)) {
626                 base = sizeof(struct slab);
627                 extra = sizeof(kmem_bufctl_t);
628         }
629         i = 0;
630         while (i*size + ALIGN(base+i*extra, align) <= wastage)
631                 i++;
632         if (i > 0)
633                 i--;
634
635         if (i > SLAB_LIMIT)
636                 i = SLAB_LIMIT;
637
638         *num = i;
639         wastage -= i*size;
640         wastage -= ALIGN(base+i*extra, align);
641         *left_over = wastage;
642 }
643
644 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
645
646 static void __slab_error(const char *function, kmem_cache_t *cachep, char *msg)
647 {
648         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
649                 function, cachep->name, msg);
650         dump_stack();
651 }
652
653 /*
654  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
655  * via the workqueue/eventd.
656  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
657  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
658  * lock.
659  */
660 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
661 {
662         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
663
664         /*
665          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
666          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
667          * at that time.
668          */
669         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
670                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
671                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
672         }
673 }
674
675 static struct array_cache *alloc_arraycache(int cpu, int entries,
676                                                 int batchcount)
677 {
678         int memsize = sizeof(void*)*entries+sizeof(struct array_cache);
679         struct array_cache *nc = NULL;
680
681         if (cpu == -1)
682                 nc = kmalloc(memsize, GFP_KERNEL);
683         else
684                 nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
685
686         if (nc) {
687                 nc->avail = 0;
688                 nc->limit = entries;
689                 nc->batchcount = batchcount;
690                 nc->touched = 0;
691         }
692         return nc;
693 }
694
695 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
696                                   unsigned long action, void *hcpu)
697 {
698         long cpu = (long)hcpu;
699         kmem_cache_t* cachep;
700
701         switch (action) {
702         case CPU_UP_PREPARE:
703                 down(&cache_chain_sem);
704                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
705                         struct array_cache *nc;
706
707                         nc = alloc_arraycache(cpu, cachep->limit, cachep->batchcount);
708                         if (!nc)
709                                 goto bad;
710
711                         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
712                         cachep->array[cpu] = nc;
713                         cachep->free_limit = (1+num_online_cpus())*cachep->batchcount
714                                                 + cachep->num;
715                         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
716
717                 }
718                 up(&cache_chain_sem);
719                 break;
720         case CPU_ONLINE:
721                 start_cpu_timer(cpu);
722                 break;
723 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
724         case CPU_DEAD:
725                 /* fall thru */
726         case CPU_UP_CANCELED:
727                 down(&cache_chain_sem);
728
729                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
730                         struct array_cache *nc;
731
732                         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
733                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
734                         nc = cachep->array[cpu];
735                         cachep->array[cpu] = NULL;
736                         cachep->free_limit -= cachep->batchcount;
737                         free_block(cachep, ac_entry(nc), nc->avail);
738                         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
739                         kfree(nc);
740                 }
741                 up(&cache_chain_sem);
742                 break;
743 #endif
744         }
745         return NOTIFY_OK;
746 bad:
747         up(&cache_chain_sem);
748         return NOTIFY_BAD;
749 }
750
751 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
752
753 /* Initialisation.
754  * Called after the gfp() functions have been enabled, and before smp_init().
755  */
756 void __init kmem_cache_init(void)
757 {
758         size_t left_over;
759         struct cache_sizes *sizes;
760         struct cache_names *names;
761
762         /*
763          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
764          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
765          */
766         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
767                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
768
769         
770         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
771          * from caches that do not exist yet:
772          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the kmem_cache_t
773          *    structures of all caches, except cache_cache itself: cache_cache
774          *    is statically allocated.
775          *    Initially an __init data area is used for the head array, it's
776          *    replaced with a kmalloc allocated array at the end of the bootstrap.
777          * 2) Create the first kmalloc cache.
778          *    The kmem_cache_t for the new cache is allocated normally. An __init
779          *    data area is used for the head array.
780          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized head arrays.
781          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
782          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
783          * 5) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
784          */
785
786         /* 1) create the cache_cache */
787         init_MUTEX(&cache_chain_sem);
788         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
789         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
790         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
791         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
792
793         cache_cache.objsize = ALIGN(cache_cache.objsize, cache_line_size());
794
795         cache_estimate(0, cache_cache.objsize, cache_line_size(), 0,
796                                 &left_over, &cache_cache.num);
797         if (!cache_cache.num)
798                 BUG();
799
800         cache_cache.colour = left_over/cache_cache.colour_off;
801         cache_cache.colour_next = 0;
802         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num*sizeof(kmem_bufctl_t) +
803                                 sizeof(struct slab), cache_line_size());
804
805         /* 2+3) create the kmalloc caches */
806         sizes = malloc_sizes;
807         names = cache_names;
808
809         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
810                 /* For performance, all the general caches are L1 aligned.
811                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
812                  * eliminates "false sharing".
813                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
814                  * allow tighter packing of the smaller caches. */
815                 sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
816                         sizes->cs_size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
817                         (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_PANIC), NULL, NULL);
818
819                 /* Inc off-slab bufctl limit until the ceiling is hit. */
820                 if (!(OFF_SLAB(sizes->cs_cachep))) {
821                         offslab_limit = sizes->cs_size-sizeof(struct slab);
822                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
823                 }
824
825                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
826                         sizes->cs_size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
827                         (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_CACHE_DMA | SLAB_PANIC),
828                         NULL, NULL);
829
830                 sizes++;
831                 names++;
832         }
833         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
834         {
835                 void * ptr;
836                 
837                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
838                 local_irq_disable();
839                 BUG_ON(ac_data(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
840                 memcpy(ptr, ac_data(&cache_cache), sizeof(struct arraycache_init));
841                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
842                 local_irq_enable();
843         
844                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
845                 local_irq_disable();
846                 BUG_ON(ac_data(malloc_sizes[0].cs_cachep) != &initarray_generic.cache);
847                 memcpy(ptr, ac_data(malloc_sizes[0].cs_cachep),
848                                 sizeof(struct arraycache_init));
849                 malloc_sizes[0].cs_cachep->array[smp_processor_id()] = ptr;
850                 local_irq_enable();
851         }
852
853         /* 5) resize the head arrays to their final sizes */
854         {
855                 kmem_cache_t *cachep;
856                 down(&cache_chain_sem);
857                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
858                         enable_cpucache(cachep);
859                 up(&cache_chain_sem);
860         }
861
862         /* Done! */
863         g_cpucache_up = FULL;
864
865         /* Register a cpu startup notifier callback
866          * that initializes ac_data for all new cpus
867          */
868         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
869         
870
871         /* The reap timers are started later, with a module init call:
872          * That part of the kernel is not yet operational.
873          */
874 }
875
876 static int __init cpucache_init(void)
877 {
878         int cpu;
879
880         /* 
881          * Register the timers that return unneeded
882          * pages to gfp.
883          */
884         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
885                 if (cpu_online(cpu))
886                         start_cpu_timer(cpu);
887         }
888
889         return 0;
890 }
891
892 __initcall(cpucache_init);
893
894 /*
895  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
896  *
897  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
898  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
899  * would be relatively rare and ignorable.
900  */
901 static void *kmem_getpages(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags, int nodeid)
902 {
903         struct page *page;
904         void *addr;
905         int i;
906
907         flags |= cachep->gfpflags;
908         if (likely(nodeid == -1)) {
909                 page = alloc_pages(flags, cachep->gfporder);
910         } else {
911                 page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
912         }
913         if (!page)
914                 return NULL;
915         addr = page_address(page);
916
917         i = (1 << cachep->gfporder);
918         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
919                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
920         add_page_state(nr_slab, i);
921         while (i--) {
922                 SetPageSlab(page);
923                 page++;
924         }
925         return addr;
926 }
927
928 /*
929  * Interface to system's page release.
930  */
931 static void kmem_freepages(kmem_cache_t *cachep, void *addr)
932 {
933         unsigned long i = (1<<cachep->gfporder);
934         struct page *page = virt_to_page(addr);
935         const unsigned long nr_freed = i;
936
937         while (i--) {
938                 if (!TestClearPageSlab(page))
939                         BUG();
940                 page++;
941         }
942         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
943         if (current->reclaim_state)
944                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
945         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
946         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) 
947                 atomic_sub(1<<cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
948 }
949
950 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
951 {
952         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *) head;
953         kmem_cache_t *cachep = slab_rcu->cachep;
954
955         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
956         if (OFF_SLAB(cachep))
957                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
958 }
959
960 #if DEBUG
961
962 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
963 static void store_stackinfo(kmem_cache_t *cachep, unsigned long *addr,
964                                 unsigned long caller)
965 {
966         int size = obj_reallen(cachep);
967
968         addr = (unsigned long *)&((char*)addr)[obj_dbghead(cachep)];
969
970         if (size < 5*sizeof(unsigned long))
971                 return;
972
973         *addr++=0x12345678;
974         *addr++=caller;
975         *addr++=smp_processor_id();
976         size -= 3*sizeof(unsigned long);
977         {
978                 unsigned long *sptr = &caller;
979                 unsigned long svalue;
980
981                 while (!kstack_end(sptr)) {
982                         svalue = *sptr++;
983                         if (kernel_text_address(svalue)) {
984                                 *addr++=svalue;
985                                 size -= sizeof(unsigned long);
986                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
987                                         break;
988                         }
989                 }
990
991         }
992         *addr++=0x87654321;
993 }
994 #endif
995
996 static void poison_obj(kmem_cache_t *cachep, void *addr, unsigned char val)
997 {
998         int size = obj_reallen(cachep);
999         addr = &((char*)addr)[obj_dbghead(cachep)];
1000
1001         memset(addr, val, size);
1002         *(unsigned char *)(addr+size-1) = POISON_END;
1003 }
1004
1005 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1006 {
1007         int i;
1008         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1009         for (i=0;i<limit;i++) {
1010                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset+i]);
1011         }
1012         printk("\n");
1013 }
1014 #endif
1015
1016 #if DEBUG
1017
1018 static void print_objinfo(kmem_cache_t *cachep, void *objp, int lines)
1019 {
1020         int i, size;
1021         char *realobj;
1022
1023         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1024                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1025                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1026                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1027         }
1028
1029         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1030                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1031                                 *dbg_userword(cachep, objp));
1032                 print_symbol("(%s)",
1033                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1034                 printk("\n");
1035         }
1036         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1037         size = obj_reallen(cachep);
1038         for (i=0; i<size && lines;i+=16, lines--) {
1039                 int limit;
1040                 limit = 16;
1041                 if (i+limit > size)
1042                         limit = size-i;
1043                 dump_line(realobj, i, limit);
1044         }
1045 }
1046
1047 static void check_poison_obj(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
1048 {
1049         char *realobj;
1050         int size, i;
1051         int lines = 0;
1052
1053         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1054         size = obj_reallen(cachep);
1055
1056         for (i=0;i<size;i++) {
1057                 char exp = POISON_FREE;
1058                 if (i == size-1)
1059                         exp = POISON_END;
1060                 if (realobj[i] != exp) {
1061                         int limit;
1062                         /* Mismatch ! */
1063                         /* Print header */
1064                         if (lines == 0) {
1065                                 printk(KERN_ERR "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1066                                                 realobj, size);
1067                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1068                         }
1069                         /* Hexdump the affected line */
1070                         i = (i/16)*16;
1071                         limit = 16;
1072                         if (i+limit > size)
1073                                 limit = size-i;
1074                         dump_line(realobj, i, limit);
1075                         i += 16;
1076                         lines++;
1077                         /* Limit to 5 lines */
1078                         if (lines > 5)
1079                                 break;
1080                 }
1081         }
1082         if (lines != 0) {
1083                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1084                  * exist:
1085                  */
1086                 struct slab *slabp = GET_PAGE_SLAB(virt_to_page(objp));
1087                 int objnr;
1088
1089                 objnr = (objp-slabp->s_mem)/cachep->objsize;
1090                 if (objnr) {
1091                         objp = slabp->s_mem+(objnr-1)*cachep->objsize;
1092                         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1093                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1094                                                 realobj, size);
1095                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1096                 }
1097                 if (objnr+1 < cachep->num) {
1098                         objp = slabp->s_mem+(objnr+1)*cachep->objsize;
1099                         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1100                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1101                                                 realobj, size);
1102                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1103                 }
1104         }
1105 }
1106 #endif
1107
1108 /* Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1109  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.
1110  * The cache-lock is not held/needed.
1111  */
1112 static void slab_destroy (kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp)
1113 {
1114         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1115
1116 #if DEBUG
1117         int i;
1118         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1119                 void *objp = slabp->s_mem + cachep->objsize * i;
1120
1121                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1122 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1123                         if ((cachep->objsize%PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep))
1124                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE,1);
1125                         else
1126                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1127 #else
1128                         check_poison_obj(cachep, objp);
1129 #endif
1130                 }
1131                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1132                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1133                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1134                                                         "was overwritten");
1135                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1136                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1137                                                         "was overwritten");
1138                 }
1139                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1140                         (cachep->dtor)(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, 0);
1141         }
1142 #else
1143         if (cachep->dtor) {
1144                 int i;
1145                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1146                         void* objp = slabp->s_mem+cachep->objsize*i;
1147                         (cachep->dtor)(objp, cachep, 0);
1148                 }
1149         }
1150 #endif
1151
1152         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1153                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1154
1155                 slab_rcu = (struct slab_rcu *) slabp;
1156                 slab_rcu->cachep = cachep;
1157                 slab_rcu->addr = addr;
1158                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1159         } else {
1160                 kmem_freepages(cachep, addr);
1161                 if (OFF_SLAB(cachep))
1162                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1163         }
1164 }
1165
1166 /**
1167  * kmem_cache_create - Create a cache.
1168  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1169  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1170  * @align: The required alignment for the objects.
1171  * @flags: SLAB flags
1172  * @ctor: A constructor for the objects.
1173  * @dtor: A destructor for the objects.
1174  *
1175  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1176  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1177  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1178  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1179  *
1180  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1181  * the module calling this has to destroy the cache before getting 
1182  * unloaded.
1183  * 
1184  * The flags are
1185  *
1186  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1187  * to catch references to uninitialised memory.
1188  *
1189  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1190  * for buffer overruns.
1191  *
1192  * %SLAB_NO_REAP - Don't automatically reap this cache when we're under
1193  * memory pressure.
1194  *
1195  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1196  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1197  * as davem.
1198  */
1199 kmem_cache_t *
1200 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1201         unsigned long flags, void (*ctor)(void*, kmem_cache_t *, unsigned long),
1202         void (*dtor)(void*, kmem_cache_t *, unsigned long))
1203 {
1204         size_t left_over, slab_size, ralign;
1205         kmem_cache_t *cachep = NULL;
1206
1207         /*
1208          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1209          */
1210         if ((!name) ||
1211                 in_interrupt() ||
1212                 (size < BYTES_PER_WORD) ||
1213                 (size > (1<<MAX_OBJ_ORDER)*PAGE_SIZE) ||
1214                 (dtor && !ctor)) {
1215                         printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n",
1216                                         __FUNCTION__, name);
1217                         BUG();
1218                 }
1219
1220 #if DEBUG
1221         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1222         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1223                 /* No constructor, but inital state check requested */
1224                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1225                                 "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1226                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1227         }
1228
1229 #if FORCED_DEBUG
1230         /*
1231          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1232          * large objects, if the increased size would increase the object size
1233          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1234          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1235          */
1236         if ((size < 4096 || fls(size-1) == fls(size-1+3*BYTES_PER_WORD)))
1237                 flags |= SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER;
1238         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1239                 flags |= SLAB_POISON;
1240 #endif
1241         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1242                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
1243 #endif
1244         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1245                 BUG_ON(dtor);
1246
1247         /*
1248          * Always checks flags, a caller might be expecting debug
1249          * support which isn't available.
1250          */
1251         if (flags & ~CREATE_MASK)
1252                 BUG();
1253
1254         /* Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1255          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1256          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1257          */
1258         if (size & (BYTES_PER_WORD-1)) {
1259                 size += (BYTES_PER_WORD-1);
1260                 size &= ~(BYTES_PER_WORD-1);
1261         }
1262
1263         /* calculate out the final buffer alignment: */
1264         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
1265         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1266                 /* Default alignment: as specified by the arch code.
1267                  * Except if an object is really small, then squeeze multiple
1268                  * objects into one cacheline.
1269                  */
1270                 ralign = cache_line_size();
1271                 while (size <= ralign/2)
1272                         ralign /= 2;
1273         } else {
1274                 ralign = BYTES_PER_WORD;
1275         }
1276         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
1277         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
1278                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1279                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1280                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER);
1281         }
1282         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
1283         if (ralign < align) {
1284                 ralign = align;
1285                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1286                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER);
1287         }
1288         /* 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
1289          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
1290          */
1291         align = ralign;
1292
1293         /* Get cache's description obj. */
1294         cachep = (kmem_cache_t *) kmem_cache_alloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
1295         if (!cachep)
1296                 goto opps;
1297         memset(cachep, 0, sizeof(kmem_cache_t));
1298
1299 #if DEBUG
1300         cachep->reallen = size;
1301
1302         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1303                 /* redzoning only works with word aligned caches */
1304                 align = BYTES_PER_WORD;
1305
1306                 /* add space for red zone words */
1307                 cachep->dbghead += BYTES_PER_WORD;
1308                 size += 2*BYTES_PER_WORD;
1309         }
1310         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
1311                 /* user store requires word alignment and
1312                  * one word storage behind the end of the real
1313                  * object.
1314                  */
1315                 align = BYTES_PER_WORD;
1316                 size += BYTES_PER_WORD;
1317         }
1318 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
1319         if (size > 128 && cachep->reallen > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
1320                 cachep->dbghead += PAGE_SIZE - size;
1321                 size = PAGE_SIZE;
1322         }
1323 #endif
1324 #endif
1325
1326         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
1327         if (size >= (PAGE_SIZE>>3))
1328                 /*
1329                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
1330                  * off-slab (should allow better packing of objs).
1331                  */
1332                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
1333
1334         size = ALIGN(size, align);
1335
1336         if ((flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) && size <= PAGE_SIZE) {
1337                 /*
1338                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1339                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1340                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1341                  */
1342                 cachep->gfporder = 0;
1343                 cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1344                                         &left_over, &cachep->num);
1345         } else {
1346                 /*
1347                  * Calculate size (in pages) of slabs, and the num of objs per
1348                  * slab.  This could be made much more intelligent.  For now,
1349                  * try to avoid using high page-orders for slabs.  When the
1350                  * gfp() funcs are more friendly towards high-order requests,
1351                  * this should be changed.
1352                  */
1353                 do {
1354                         unsigned int break_flag = 0;
1355 cal_wastage:
1356                         cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1357                                                 &left_over, &cachep->num);
1358                         if (break_flag)
1359                                 break;
1360                         if (cachep->gfporder >= MAX_GFP_ORDER)
1361                                 break;
1362                         if (!cachep->num)
1363                                 goto next;
1364                         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB &&
1365                                         cachep->num > offslab_limit) {
1366                                 /* This num of objs will cause problems. */
1367                                 cachep->gfporder--;
1368                                 break_flag++;
1369                                 goto cal_wastage;
1370                         }
1371
1372                         /*
1373                          * Large num of objs is good, but v. large slabs are
1374                          * currently bad for the gfp()s.
1375                          */
1376                         if (cachep->gfporder >= slab_break_gfp_order)
1377                                 break;
1378
1379                         if ((left_over*8) <= (PAGE_SIZE<<cachep->gfporder))
1380                                 break;  /* Acceptable internal fragmentation. */
1381 next:
1382                         cachep->gfporder++;
1383                 } while (1);
1384         }
1385
1386         if (!cachep->num) {
1387                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
1388                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1389                 cachep = NULL;
1390                 goto opps;
1391         }
1392         slab_size = ALIGN(cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t)
1393                                 + sizeof(struct slab), align);
1394
1395         /*
1396          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1397          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1398          */
1399         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
1400                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
1401                 left_over -= slab_size;
1402         }
1403
1404         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1405                 /* really off slab. No need for manual alignment */
1406                 slab_size = cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t)+sizeof(struct slab);
1407         }
1408
1409         cachep->colour_off = cache_line_size();
1410         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
1411         if (cachep->colour_off < align)
1412                 cachep->colour_off = align;
1413         cachep->colour = left_over/cachep->colour_off;
1414         cachep->slab_size = slab_size;
1415         cachep->flags = flags;
1416         cachep->gfpflags = 0;
1417         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
1418                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
1419         spin_lock_init(&cachep->spinlock);
1420         cachep->objsize = size;
1421         /* NUMA */
1422         INIT_LIST_HEAD(&cachep->lists.slabs_full);
1423         INIT_LIST_HEAD(&cachep->lists.slabs_partial);
1424         INIT_LIST_HEAD(&cachep->lists.slabs_free);
1425
1426         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
1427                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size,0);
1428         cachep->ctor = ctor;
1429         cachep->dtor = dtor;
1430         cachep->name = name;
1431
1432         /* Don't let CPUs to come and go */
1433         lock_cpu_hotplug();
1434
1435         if (g_cpucache_up == FULL) {
1436                 enable_cpucache(cachep);
1437         } else {
1438                 if (g_cpucache_up == NONE) {
1439                         /* Note: the first kmem_cache_create must create
1440                          * the cache that's used by kmalloc(24), otherwise
1441                          * the creation of further caches will BUG().
1442                          */
1443                         cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
1444                         g_cpucache_up = PARTIAL;
1445                 } else {
1446                         cachep->array[smp_processor_id()] = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init),GFP_KERNEL);
1447                 }
1448                 BUG_ON(!ac_data(cachep));
1449                 ac_data(cachep)->avail = 0;
1450                 ac_data(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1451                 ac_data(cachep)->batchcount = 1;
1452                 ac_data(cachep)->touched = 0;
1453                 cachep->batchcount = 1;
1454                 cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1455                 cachep->free_limit = (1+num_online_cpus())*cachep->batchcount
1456                                         + cachep->num;
1457         } 
1458
1459         cachep->lists.next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1460                                         ((unsigned long)cachep)%REAPTIMEOUT_LIST3;
1461
1462         /* Need the semaphore to access the chain. */
1463         down(&cache_chain_sem);
1464         {
1465                 struct list_head *p;
1466                 mm_segment_t old_fs;
1467
1468                 old_fs = get_fs();
1469                 set_fs(KERNEL_DS);
1470                 list_for_each(p, &cache_chain) {
1471                         kmem_cache_t *pc = list_entry(p, kmem_cache_t, next);
1472                         char tmp;
1473                         /* This happens when the module gets unloaded and doesn't
1474                            destroy its slab cache and noone else reuses the vmalloc
1475                            area of the module. Print a warning. */
1476                         if (__get_user(tmp,pc->name)) { 
1477                                 printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n", 
1478                                         pc->objsize); 
1479                                 continue; 
1480                         }       
1481                         if (!strcmp(pc->name,name)) { 
1482                                 printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n",name); 
1483                                 up(&cache_chain_sem); 
1484                                 unlock_cpu_hotplug();
1485                                 BUG(); 
1486                         }       
1487                 }
1488                 set_fs(old_fs);
1489         }
1490
1491         /* cache setup completed, link it into the list */
1492         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
1493         up(&cache_chain_sem);
1494         unlock_cpu_hotplug();
1495 opps:
1496         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
1497                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
1498                         name);
1499         return cachep;
1500 }
1501 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
1502
1503 #if DEBUG
1504 static void check_irq_off(void)
1505 {
1506         BUG_ON(!irqs_disabled());
1507 }
1508
1509 static void check_irq_on(void)
1510 {
1511         BUG_ON(irqs_disabled());
1512 }
1513
1514 static void check_spinlock_acquired(kmem_cache_t *cachep)
1515 {
1516 #ifdef CONFIG_SMP
1517         check_irq_off();
1518         BUG_ON(spin_trylock(&cachep->spinlock));
1519 #endif
1520 }
1521 #else
1522 #define check_irq_off() do { } while(0)
1523 #define check_irq_on()  do { } while(0)
1524 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
1525 #endif
1526
1527 /*
1528  * Waits for all CPUs to execute func().
1529  */
1530 static void smp_call_function_all_cpus(void (*func) (void *arg), void *arg)
1531 {
1532         check_irq_on();
1533         preempt_disable();
1534
1535         local_irq_disable();
1536         func(arg);
1537         local_irq_enable();
1538
1539         if (smp_call_function(func, arg, 1, 1))
1540                 BUG();
1541
1542         preempt_enable();
1543 }
1544
1545 static void drain_array_locked(kmem_cache_t* cachep,
1546                                 struct array_cache *ac, int force);
1547
1548 static void do_drain(void *arg)
1549 {
1550         kmem_cache_t *cachep = (kmem_cache_t*)arg;
1551         struct array_cache *ac;
1552
1553         check_irq_off();
1554         ac = ac_data(cachep);
1555         spin_lock(&cachep->spinlock);
1556         free_block(cachep, &ac_entry(ac)[0], ac->avail);
1557         spin_unlock(&cachep->spinlock);
1558         ac->avail = 0;
1559 }
1560
1561 static void drain_cpu_caches(kmem_cache_t *cachep)
1562 {
1563         smp_call_function_all_cpus(do_drain, cachep);
1564         check_irq_on();
1565         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1566         if (cachep->lists.shared)
1567                 drain_array_locked(cachep, cachep->lists.shared, 1);
1568         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1569 }
1570
1571
1572 /* NUMA shrink all list3s */
1573 static int __cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
1574 {
1575         struct slab *slabp;
1576         int ret;
1577
1578         drain_cpu_caches(cachep);
1579
1580         check_irq_on();
1581         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1582
1583         for(;;) {
1584                 struct list_head *p;
1585
1586                 p = cachep->lists.slabs_free.prev;
1587                 if (p == &cachep->lists.slabs_free)
1588                         break;
1589
1590                 slabp = list_entry(cachep->lists.slabs_free.prev, struct slab, list);
1591 #if DEBUG
1592                 if (slabp->inuse)
1593                         BUG();
1594 #endif
1595                 list_del(&slabp->list);
1596
1597                 cachep->lists.free_objects -= cachep->num;
1598                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1599                 slab_destroy(cachep, slabp);
1600                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1601         }
1602         ret = !list_empty(&cachep->lists.slabs_full) ||
1603                 !list_empty(&cachep->lists.slabs_partial);
1604         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1605         return ret;
1606 }
1607
1608 /**
1609  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
1610  * @cachep: The cache to shrink.
1611  *
1612  * Releases as many slabs as possible for a cache.
1613  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
1614  */
1615 int kmem_cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
1616 {
1617         if (!cachep || in_interrupt())
1618                 BUG();
1619
1620         return __cache_shrink(cachep);
1621 }
1622 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
1623
1624 /**
1625  * kmem_cache_destroy - delete a cache
1626  * @cachep: the cache to destroy
1627  *
1628  * Remove a kmem_cache_t object from the slab cache.
1629  * Returns 0 on success.
1630  *
1631  * It is expected this function will be called by a module when it is
1632  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
1633  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
1634  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
1635  *
1636  * The cache must be empty before calling this function.
1637  *
1638  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
1639  * during the kmem_cache_destroy().
1640  */
1641 int kmem_cache_destroy(kmem_cache_t * cachep)
1642 {
1643         int i;
1644
1645         if (!cachep || in_interrupt())
1646                 BUG();
1647
1648         /* Don't let CPUs to come and go */
1649         lock_cpu_hotplug();
1650
1651         /* Find the cache in the chain of caches. */
1652         down(&cache_chain_sem);
1653         /*
1654          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
1655          */
1656         list_del(&cachep->next);
1657         up(&cache_chain_sem);
1658
1659         if (__cache_shrink(cachep)) {
1660                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
1661                 down(&cache_chain_sem);
1662                 list_add(&cachep->next,&cache_chain);
1663                 up(&cache_chain_sem);
1664                 unlock_cpu_hotplug();
1665                 return 1;
1666         }
1667
1668         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1669                 synchronize_rcu();
1670
1671         /* no cpu_online check required here since we clear the percpu
1672          * array on cpu offline and set this to NULL.
1673          */
1674         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++)
1675                 kfree(cachep->array[i]);
1676
1677         /* NUMA: free the list3 structures */
1678         kfree(cachep->lists.shared);
1679         cachep->lists.shared = NULL;
1680         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1681
1682         unlock_cpu_hotplug();
1683
1684         return 0;
1685 }
1686 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
1687
1688 /* Get the memory for a slab management obj. */
1689 static struct slab* alloc_slabmgmt(kmem_cache_t *cachep,
1690                         void *objp, int colour_off, unsigned int __nocast local_flags)
1691 {
1692         struct slab *slabp;
1693         
1694         if (OFF_SLAB(cachep)) {
1695                 /* Slab management obj is off-slab. */
1696                 slabp = kmem_cache_alloc(cachep->slabp_cache, local_flags);
1697                 if (!slabp)
1698                         return NULL;
1699         } else {
1700                 slabp = objp+colour_off;
1701                 colour_off += cachep->slab_size;
1702         }
1703         slabp->inuse = 0;
1704         slabp->colouroff = colour_off;
1705         slabp->s_mem = objp+colour_off;
1706
1707         return slabp;
1708 }
1709
1710 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
1711 {
1712         return (kmem_bufctl_t *)(slabp+1);
1713 }
1714
1715 static void cache_init_objs(kmem_cache_t *cachep,
1716                         struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
1717 {
1718         int i;
1719
1720         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1721                 void* objp = slabp->s_mem+cachep->objsize*i;
1722 #if DEBUG
1723                 /* need to poison the objs? */
1724                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
1725                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
1726                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
1727                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
1728
1729                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1730                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1731                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1732                 }
1733                 /*
1734                  * Constructors are not allowed to allocate memory from
1735                  * the same cache which they are a constructor for.
1736                  * Otherwise, deadlock. They must also be threaded.
1737                  */
1738                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1739                         cachep->ctor(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, ctor_flags);
1740
1741                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1742                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1743                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
1744                                                         " end of an object");
1745                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1746                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
1747                                                         " start of an object");
1748                 }
1749                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
1750                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 0);
1751 #else
1752                 if (cachep->ctor)
1753                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
1754 #endif
1755                 slab_bufctl(slabp)[i] = i+1;
1756         }
1757         slab_bufctl(slabp)[i-1] = BUFCTL_END;
1758         slabp->free = 0;
1759 }
1760
1761 static void kmem_flagcheck(kmem_cache_t *cachep, unsigned int flags)
1762 {
1763         if (flags & SLAB_DMA) {
1764                 if (!(cachep->gfpflags & GFP_DMA))
1765                         BUG();
1766         } else {
1767                 if (cachep->gfpflags & GFP_DMA)
1768                         BUG();
1769         }
1770 }
1771
1772 static void set_slab_attr(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp, void *objp)
1773 {
1774         int i;
1775         struct page *page;
1776
1777         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
1778         i = 1 << cachep->gfporder;
1779         page = virt_to_page(objp);
1780         do {
1781                 SET_PAGE_CACHE(page, cachep);
1782                 SET_PAGE_SLAB(page, slabp);
1783                 page++;
1784         } while (--i);
1785 }
1786
1787 /*
1788  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
1789  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
1790  */
1791 static int cache_grow(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags, int nodeid)
1792 {
1793         struct slab     *slabp;
1794         void            *objp;
1795         size_t           offset;
1796         unsigned int     local_flags;
1797         unsigned long    ctor_flags;
1798
1799         /* Be lazy and only check for valid flags here,
1800          * keeping it out of the critical path in kmem_cache_alloc().
1801          */
1802         if (flags & ~(SLAB_DMA|SLAB_LEVEL_MASK|SLAB_NO_GROW))
1803                 BUG();
1804         if (flags & SLAB_NO_GROW)
1805                 return 0;
1806
1807         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
1808         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
1809         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
1810                 /*
1811                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
1812                  * this - it might need to know...
1813                  */
1814                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
1815
1816         /* About to mess with non-constant members - lock. */
1817         check_irq_off();
1818         spin_lock(&cachep->spinlock);
1819
1820         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
1821         offset = cachep->colour_next;
1822         cachep->colour_next++;
1823         if (cachep->colour_next >= cachep->colour)
1824                 cachep->colour_next = 0;
1825         offset *= cachep->colour_off;
1826
1827         spin_unlock(&cachep->spinlock);
1828
1829         if (local_flags & __GFP_WAIT)
1830                 local_irq_enable();
1831
1832         /*
1833          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
1834          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
1835          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
1836          * will eventually be caught here (where it matters).
1837          */
1838         kmem_flagcheck(cachep, flags);
1839
1840
1841         /* Get mem for the objs. */
1842         if (!(objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid)))
1843                 goto failed;
1844
1845         /* Get slab management. */
1846         if (!(slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags)))
1847                 goto opps1;
1848
1849         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
1850
1851         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
1852
1853         if (local_flags & __GFP_WAIT)
1854                 local_irq_disable();
1855         check_irq_off();
1856         spin_lock(&cachep->spinlock);
1857
1858         /* Make slab active. */
1859         list_add_tail(&slabp->list, &(list3_data(cachep)->slabs_free));
1860         STATS_INC_GROWN(cachep);
1861         list3_data(cachep)->free_objects += cachep->num;
1862         spin_unlock(&cachep->spinlock);
1863         return 1;
1864 opps1:
1865         kmem_freepages(cachep, objp);
1866 failed:
1867         if (local_flags & __GFP_WAIT)
1868                 local_irq_disable();
1869         return 0;
1870 }
1871
1872 #if DEBUG
1873
1874 /*
1875  * Perform extra freeing checks:
1876  * - detect bad pointers.
1877  * - POISON/RED_ZONE checking
1878  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
1879  */
1880 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
1881 {
1882         struct page *page;
1883
1884         if (!virt_addr_valid(objp)) {
1885                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
1886                         (unsigned long)objp);   
1887                 BUG();  
1888         }
1889         page = virt_to_page(objp);
1890         if (!PageSlab(page)) {
1891                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n", (unsigned long)objp);
1892                 BUG();
1893         }
1894 }
1895
1896 static void *cache_free_debugcheck(kmem_cache_t *cachep, void *objp,
1897                                         void *caller)
1898 {
1899         struct page *page;
1900         unsigned int objnr;
1901         struct slab *slabp;
1902
1903         objp -= obj_dbghead(cachep);
1904         kfree_debugcheck(objp);
1905         page = virt_to_page(objp);
1906
1907         if (GET_PAGE_CACHE(page) != cachep) {
1908                 printk(KERN_ERR "mismatch in kmem_cache_free: expected cache %p, got %p\n",
1909                                 GET_PAGE_CACHE(page),cachep);
1910                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
1911                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", GET_PAGE_CACHE(page), GET_PAGE_CACHE(page)->name);
1912                 WARN_ON(1);
1913         }
1914         slabp = GET_PAGE_SLAB(page);
1915
1916         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1917                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
1918                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
1919                                                 " object was overwritten");
1920                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
1921                                         objp, *dbg_redzone1(cachep, objp), *dbg_redzone2(cachep, objp));
1922                 }
1923                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1924                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1925         }
1926         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
1927                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
1928
1929         objnr = (objp-slabp->s_mem)/cachep->objsize;
1930
1931         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
1932         BUG_ON(objp != slabp->s_mem + objnr*cachep->objsize);
1933
1934         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
1935                 /* Need to call the slab's constructor so the
1936                  * caller can perform a verify of its state (debugging).
1937                  * Called without the cache-lock held.
1938                  */
1939                 cachep->ctor(objp+obj_dbghead(cachep),
1940                                         cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR|SLAB_CTOR_VERIFY);
1941         }
1942         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
1943                 /* we want to cache poison the object,
1944                  * call the destruction callback
1945                  */
1946                 cachep->dtor(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, 0);
1947         }
1948         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1949 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1950                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)) {
1951                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
1952                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 0);
1953                 } else {
1954                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
1955                 }
1956 #else
1957                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
1958 #endif
1959         }
1960         return objp;
1961 }
1962
1963 static void check_slabp(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp)
1964 {
1965         kmem_bufctl_t i;
1966         int entries = 0;
1967         
1968         check_spinlock_acquired(cachep);
1969         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
1970         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
1971                 entries++;
1972                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
1973                         goto bad;
1974         }
1975         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
1976 bad:
1977                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
1978                                 cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
1979                 for (i=0;i<sizeof(slabp)+cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t);i++) {
1980                         if ((i%16)==0)
1981                                 printk("\n%03x:", i);
1982                         printk(" %02x", ((unsigned char*)slabp)[i]);
1983                 }
1984                 printk("\n");
1985                 BUG();
1986         }
1987 }
1988 #else
1989 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
1990 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
1991 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
1992 #endif
1993
1994 static void *cache_alloc_refill(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags)
1995 {
1996         int batchcount;
1997         struct kmem_list3 *l3;
1998         struct array_cache *ac;
1999
2000         check_irq_off();
2001         ac = ac_data(cachep);
2002 retry:
2003         batchcount = ac->batchcount;
2004         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2005                 /* if there was little recent activity on this
2006                  * cache, then perform only a partial refill.
2007                  * Otherwise we could generate refill bouncing.
2008                  */
2009                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2010         }
2011         l3 = list3_data(cachep);
2012
2013         BUG_ON(ac->avail > 0);
2014         spin_lock(&cachep->spinlock);
2015         if (l3->shared) {
2016                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2017                 if (shared_array->avail) {
2018                         if (batchcount > shared_array->avail)
2019                                 batchcount = shared_array->avail;
2020                         shared_array->avail -= batchcount;
2021                         ac->avail = batchcount;
2022                         memcpy(ac_entry(ac), &ac_entry(shared_array)[shared_array->avail],
2023                                         sizeof(void*)*batchcount);
2024                         shared_array->touched = 1;
2025                         goto alloc_done;
2026                 }
2027         }
2028         while (batchcount > 0) {
2029                 struct list_head *entry;
2030                 struct slab *slabp;
2031                 /* Get slab alloc is to come from. */
2032                 entry = l3->slabs_partial.next;
2033                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2034                         l3->free_touched = 1;
2035                         entry = l3->slabs_free.next;
2036                         if (entry == &l3->slabs_free)
2037                                 goto must_grow;
2038                 }
2039
2040                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2041                 check_slabp(cachep, slabp);
2042                 check_spinlock_acquired(cachep);
2043                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2044                         kmem_bufctl_t next;
2045                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2046                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2047                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2048
2049                         /* get obj pointer */
2050                         ac_entry(ac)[ac->avail++] = slabp->s_mem + slabp->free*cachep->objsize;
2051
2052                         slabp->inuse++;
2053                         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2054 #if DEBUG
2055                         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2056 #endif
2057                         slabp->free = next;
2058                 }
2059                 check_slabp(cachep, slabp);
2060
2061                 /* move slabp to correct slabp list: */
2062                 list_del(&slabp->list);
2063                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2064                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2065                 else
2066                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2067         }
2068
2069 must_grow:
2070         l3->free_objects -= ac->avail;
2071 alloc_done:
2072         spin_unlock(&cachep->spinlock);
2073
2074         if (unlikely(!ac->avail)) {
2075                 int x;
2076                 x = cache_grow(cachep, flags, -1);
2077                 
2078                 // cache_grow can reenable interrupts, then ac could change.
2079                 ac = ac_data(cachep);
2080                 if (!x && ac->avail == 0)       // no objects in sight? abort
2081                         return NULL;
2082
2083                 if (!ac->avail)         // objects refilled by interrupt?
2084                         goto retry;
2085         }
2086         ac->touched = 1;
2087         return ac_entry(ac)[--ac->avail];
2088 }
2089
2090 static inline void
2091 cache_alloc_debugcheck_before(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags)
2092 {
2093         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2094 #if DEBUG
2095         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2096 #endif
2097 }
2098
2099 #if DEBUG
2100 static void *
2101 cache_alloc_debugcheck_after(kmem_cache_t *cachep,
2102                         unsigned long flags, void *objp, void *caller)
2103 {
2104         if (!objp)      
2105                 return objp;
2106         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2107 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2108                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2109                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 1);
2110                 else
2111                         check_poison_obj(cachep, objp);
2112 #else
2113                 check_poison_obj(cachep, objp);
2114 #endif
2115                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2116         }
2117         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2118                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2119
2120         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2121                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2122                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2123                                                 " object was overwritten");
2124                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2125                                         objp, *dbg_redzone1(cachep, objp), *dbg_redzone2(cachep, objp));
2126                 }
2127                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2128                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2129         }
2130         objp += obj_dbghead(cachep);
2131         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2132                 unsigned long   ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2133
2134                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2135                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2136
2137                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2138         }       
2139         return objp;
2140 }
2141 #else
2142 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2143 #endif
2144
2145
2146 static inline void *__cache_alloc(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags)
2147 {
2148         unsigned long save_flags;
2149         void* objp;
2150         struct array_cache *ac;
2151
2152         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2153
2154         local_irq_save(save_flags);
2155         ac = ac_data(cachep);
2156         if (likely(ac->avail)) {
2157                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2158                 ac->touched = 1;
2159                 objp = ac_entry(ac)[--ac->avail];
2160         } else {
2161                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2162                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2163         }
2164         local_irq_restore(save_flags);
2165         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, __builtin_return_address(0));
2166         return objp;
2167 }
2168
2169 /* 
2170  * NUMA: different approach needed if the spinlock is moved into
2171  * the l3 structure
2172  */
2173
2174 static void free_block(kmem_cache_t *cachep, void **objpp, int nr_objects)
2175 {
2176         int i;
2177
2178         check_spinlock_acquired(cachep);
2179
2180         /* NUMA: move add into loop */
2181         cachep->lists.free_objects += nr_objects;
2182
2183         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
2184                 void *objp = objpp[i];
2185                 struct slab *slabp;
2186                 unsigned int objnr;
2187
2188                 slabp = GET_PAGE_SLAB(virt_to_page(objp));
2189                 list_del(&slabp->list);
2190                 objnr = (objp - slabp->s_mem) / cachep->objsize;
2191                 check_slabp(cachep, slabp);
2192 #if DEBUG
2193                 if (slab_bufctl(slabp)[objnr] != BUFCTL_FREE) {
2194                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache '%s', objp %p.\n",
2195                                                 cachep->name, objp);
2196                         BUG();
2197                 }
2198 #endif
2199                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2200                 slabp->free = objnr;
2201                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
2202                 slabp->inuse--;
2203                 check_slabp(cachep, slabp);
2204
2205                 /* fixup slab chains */
2206                 if (slabp->inuse == 0) {
2207                         if (cachep->lists.free_objects > cachep->free_limit) {
2208                                 cachep->lists.free_objects -= cachep->num;
2209                                 slab_destroy(cachep, slabp);
2210                         } else {
2211                                 list_add(&slabp->list,
2212                                 &list3_data_ptr(cachep, objp)->slabs_free);
2213                         }
2214                 } else {
2215                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
2216                          * partial list on free - maximum time for the
2217                          * other objects to be freed, too.
2218                          */
2219                         list_add_tail(&slabp->list,
2220                                 &list3_data_ptr(cachep, objp)->slabs_partial);
2221                 }
2222         }
2223 }
2224
2225 static void cache_flusharray(kmem_cache_t *cachep, struct array_cache *ac)
2226 {
2227         int batchcount;
2228
2229         batchcount = ac->batchcount;
2230 #if DEBUG
2231         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
2232 #endif
2233         check_irq_off();
2234         spin_lock(&cachep->spinlock);
2235         if (cachep->lists.shared) {
2236                 struct array_cache *shared_array = cachep->lists.shared;
2237                 int max = shared_array->limit-shared_array->avail;
2238                 if (max) {
2239                         if (batchcount > max)
2240                                 batchcount = max;
2241                         memcpy(&ac_entry(shared_array)[shared_array->avail],
2242                                         &ac_entry(ac)[0],
2243                                         sizeof(void*)*batchcount);
2244                         shared_array->avail += batchcount;
2245                         goto free_done;
2246                 }
2247         }
2248
2249         free_block(cachep, &ac_entry(ac)[0], batchcount);
2250 free_done:
2251 #if STATS
2252         {
2253                 int i = 0;
2254                 struct list_head *p;
2255
2256                 p = list3_data(cachep)->slabs_free.next;
2257                 while (p != &(list3_data(cachep)->slabs_free)) {
2258                         struct slab *slabp;
2259
2260                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2261                         BUG_ON(slabp->inuse);
2262
2263                         i++;
2264                         p = p->next;
2265                 }
2266                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
2267         }
2268 #endif
2269         spin_unlock(&cachep->spinlock);
2270         ac->avail -= batchcount;
2271         memmove(&ac_entry(ac)[0], &ac_entry(ac)[batchcount],
2272                         sizeof(void*)*ac->avail);
2273 }
2274
2275 /*
2276  * __cache_free
2277  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed
2278  * state, it must be in this state _before_ it is released.
2279  *
2280  * Called with disabled ints.
2281  */
2282 static inline void __cache_free(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
2283 {
2284         struct array_cache *ac = ac_data(cachep);
2285
2286         check_irq_off();
2287         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
2288
2289         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
2290                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
2291                 ac_entry(ac)[ac->avail++] = objp;
2292                 return;
2293         } else {
2294                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
2295                 cache_flusharray(cachep, ac);
2296                 ac_entry(ac)[ac->avail++] = objp;
2297         }
2298 }
2299
2300 /**
2301  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
2302  * @cachep: The cache to allocate from.
2303  * @flags: See kmalloc().
2304  *
2305  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
2306  * if the cache has no available objects.
2307  */
2308 void *kmem_cache_alloc(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags)
2309 {
2310         return __cache_alloc(cachep, flags);
2311 }
2312 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2313
2314 /**
2315  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
2316  *      be a slab entry.
2317  * @cachep: the cache we're checking against
2318  * @ptr: pointer to validate
2319  *
2320  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
2321  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
2322  * part of the slab cache in question, but it at least
2323  * validates that the pointer can be dereferenced and
2324  * looks half-way sane.
2325  *
2326  * Currently only used for dentry validation.
2327  */
2328 int fastcall kmem_ptr_validate(kmem_cache_t *cachep, void *ptr)
2329 {
2330         unsigned long addr = (unsigned long) ptr;
2331         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
2332         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD-1;
2333         unsigned long size = cachep->objsize;
2334         struct page *page;
2335
2336         if (unlikely(addr < min_addr))
2337                 goto out;
2338         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
2339                 goto out;
2340         if (unlikely(addr & align_mask))
2341                 goto out;
2342         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
2343                 goto out;
2344         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
2345                 goto out;
2346         page = virt_to_page(ptr);
2347         if (unlikely(!PageSlab(page)))
2348                 goto out;
2349         if (unlikely(GET_PAGE_CACHE(page) != cachep))
2350                 goto out;
2351         return 1;
2352 out:
2353         return 0;
2354 }
2355
2356 #ifdef CONFIG_NUMA
2357 /**
2358  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
2359  * @cachep: The cache to allocate from.
2360  * @flags: See kmalloc().
2361  * @nodeid: node number of the target node.
2362  *
2363  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
2364  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
2365  * can improve the performance for cpu bound structures.
2366  */
2367 void *kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_t *cachep, int flags, int nodeid)
2368 {
2369         int loop;
2370         void *objp;
2371         struct slab *slabp;
2372         kmem_bufctl_t next;
2373
2374         for (loop = 0;;loop++) {
2375                 struct list_head *q;
2376
2377                 objp = NULL;
2378                 check_irq_on();
2379                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2380                 /* walk through all partial and empty slab and find one
2381                  * from the right node */
2382                 list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_partial) {
2383                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2384
2385                         if (page_to_nid(virt_to_page(slabp->s_mem)) == nodeid ||
2386                                         loop > 2)
2387                                 goto got_slabp;
2388                 }
2389                 list_for_each(q, &cachep->lists.slabs_free) {
2390                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2391
2392                         if (page_to_nid(virt_to_page(slabp->s_mem)) == nodeid ||
2393                                         loop > 2)
2394                                 goto got_slabp;
2395                 }
2396                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2397
2398                 local_irq_disable();
2399                 if (!cache_grow(cachep, flags, nodeid)) {
2400                         local_irq_enable();
2401                         return NULL;
2402                 }
2403                 local_irq_enable();
2404         }
2405 got_slabp:
2406         /* found one: allocate object */
2407         check_slabp(cachep, slabp);
2408         check_spinlock_acquired(cachep);
2409
2410         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2411         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2412         STATS_SET_HIGH(cachep);
2413         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
2414
2415         objp = slabp->s_mem + slabp->free*cachep->objsize;
2416
2417         slabp->inuse++;
2418         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2419 #if DEBUG
2420         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2421 #endif
2422         slabp->free = next;
2423         check_slabp(cachep, slabp);
2424
2425         /* move slabp to correct slabp list: */
2426         list_del(&slabp->list);
2427         if (slabp->free == BUFCTL_END)
2428                 list_add(&slabp->list, &cachep->lists.slabs_full);
2429         else
2430                 list_add(&slabp->list, &cachep->lists.slabs_partial);
2431
2432         list3_data(cachep)->free_objects--;
2433         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2434
2435         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, GFP_KERNEL, objp,
2436                                         __builtin_return_address(0));
2437         return objp;
2438 }
2439 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2440
2441 void *kmalloc_node(size_t size, int flags, int node)
2442 {
2443         kmem_cache_t *cachep;
2444
2445         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
2446         if (unlikely(cachep == NULL))
2447                 return NULL;
2448         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
2449 }
2450 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
2451 #endif
2452
2453 /**
2454  * kmalloc - allocate memory
2455  * @size: how many bytes of memory are required.
2456  * @flags: the type of memory to allocate.
2457  *
2458  * kmalloc is the normal method of allocating memory
2459  * in the kernel.
2460  *
2461  * The @flags argument may be one of:
2462  *
2463  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
2464  *
2465  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
2466  *
2467  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
2468  *
2469  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
2470  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
2471  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
2472  * from the first 16MB.
2473  */
2474 void *__kmalloc(size_t size, unsigned int __nocast flags)
2475 {
2476         kmem_cache_t *cachep;
2477
2478         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
2479          * __ with kmem_.
2480          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
2481          * functions.
2482          */
2483         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
2484         if (unlikely(cachep == NULL))
2485                 return NULL;
2486         return __cache_alloc(cachep, flags);
2487 }
2488 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2489
2490 #ifdef CONFIG_SMP
2491 /**
2492  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
2493  * cpu in the system, zeroing them.
2494  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
2495  *
2496  * @size: how many bytes of memory are required.
2497  * @align: the alignment, which can't be greater than SMP_CACHE_BYTES.
2498  */
2499 void *__alloc_percpu(size_t size, size_t align)
2500 {
2501         int i;
2502         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof (*pdata), GFP_KERNEL);
2503
2504         if (!pdata)
2505                 return NULL;
2506
2507         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2508                 if (!cpu_possible(i))
2509                         continue;
2510                 pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL,
2511                                                 cpu_to_node(i));
2512
2513                 if (!pdata->ptrs[i])
2514                         goto unwind_oom;
2515                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
2516         }
2517
2518         /* Catch derefs w/o wrappers */
2519         return (void *) (~(unsigned long) pdata);
2520
2521 unwind_oom:
2522         while (--i >= 0) {
2523                 if (!cpu_possible(i))
2524                         continue;
2525                 kfree(pdata->ptrs[i]);
2526         }
2527         kfree(pdata);
2528         return NULL;
2529 }
2530 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
2531 #endif
2532
2533 /**
2534  * kmem_cache_free - Deallocate an object
2535  * @cachep: The cache the allocation was from.
2536  * @objp: The previously allocated object.
2537  *
2538  * Free an object which was previously allocated from this
2539  * cache.
2540  */
2541 void kmem_cache_free(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
2542 {
2543         unsigned long flags;
2544
2545         local_irq_save(flags);
2546         __cache_free(cachep, objp);
2547         local_irq_restore(flags);
2548 }
2549 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2550
2551 /**
2552  * kcalloc - allocate memory for an array. The memory is set to zero.
2553  * @n: number of elements.
2554  * @size: element size.
2555  * @flags: the type of memory to allocate.
2556  */
2557 void *kcalloc(size_t n, size_t size, unsigned int __nocast flags)
2558 {
2559         void *ret = NULL;
2560
2561         if (n != 0 && size > INT_MAX / n)
2562                 return ret;
2563
2564         ret = kmalloc(n * size, flags);
2565         if (ret)
2566                 memset(ret, 0, n * size);
2567         return ret;
2568 }
2569 EXPORT_SYMBOL(kcalloc);
2570
2571 /**
2572  * kfree - free previously allocated memory
2573  * @objp: pointer returned by kmalloc.
2574  *
2575  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
2576  * or you will run into trouble.
2577  */
2578 void kfree(const void *objp)
2579 {
2580         kmem_cache_t *c;
2581         unsigned long flags;
2582
2583         if (unlikely(!objp))
2584                 return;
2585         local_irq_save(flags);
2586         kfree_debugcheck(objp);
2587         c = GET_PAGE_CACHE(virt_to_page(objp));
2588         __cache_free(c, (void*)objp);
2589         local_irq_restore(flags);
2590 }
2591 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2592
2593 #ifdef CONFIG_SMP
2594 /**
2595  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
2596  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
2597  *
2598  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
2599  * The complemented objp is to check for that.
2600  */
2601 void
2602 free_percpu(const void *objp)
2603 {
2604         int i;
2605         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *) (~(unsigned long) objp);
2606
2607         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2608                 if (!cpu_possible(i))
2609                         continue;
2610                 kfree(p->ptrs[i]);
2611         }
2612         kfree(p);
2613 }
2614 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
2615 #endif
2616
2617 unsigned int kmem_cache_size(kmem_cache_t *cachep)
2618 {
2619         return obj_reallen(cachep);
2620 }
2621 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2622
2623 const char *kmem_cache_name(kmem_cache_t *cachep)
2624 {
2625         return cachep->name;
2626 }
2627 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
2628
2629 struct ccupdate_struct {
2630         kmem_cache_t *cachep;
2631         struct array_cache *new[NR_CPUS];
2632 };
2633
2634 static void do_ccupdate_local(void *info)
2635 {
2636         struct ccupdate_struct *new = (struct ccupdate_struct *)info;
2637         struct array_cache *old;
2638
2639         check_irq_off();
2640         old = ac_data(new->cachep);
2641         
2642         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
2643         new->new[smp_processor_id()] = old;
2644 }
2645
2646
2647 static int do_tune_cpucache(kmem_cache_t *cachep, int limit, int batchcount,
2648                                 int shared)
2649 {
2650         struct ccupdate_struct new;
2651         struct array_cache *new_shared;
2652         int i;
2653
2654         memset(&new.new,0,sizeof(new.new));
2655         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2656                 if (cpu_online(i)) {
2657                         new.new[i] = alloc_arraycache(i, limit, batchcount);
2658                         if (!new.new[i]) {
2659                                 for (i--; i >= 0; i--) kfree(new.new[i]);
2660                                 return -ENOMEM;
2661                         }
2662                 } else {
2663                         new.new[i] = NULL;
2664                 }
2665         }
2666         new.cachep = cachep;
2667
2668         smp_call_function_all_cpus(do_ccupdate_local, (void *)&new);
2669         
2670         check_irq_on();
2671         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2672         cachep->batchcount = batchcount;
2673         cachep->limit = limit;
2674         cachep->free_limit = (1+num_online_cpus())*cachep->batchcount + cachep->num;
2675         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2676
2677         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2678                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
2679                 if (!ccold)
2680                         continue;
2681                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2682                 free_block(cachep, ac_entry(ccold), ccold->avail);
2683                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2684                 kfree(ccold);
2685         }
2686         new_shared = alloc_arraycache(-1, batchcount*shared, 0xbaadf00d);
2687         if (new_shared) {
2688                 struct array_cache *old;
2689
2690                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2691                 old = cachep->lists.shared;
2692                 cachep->lists.shared = new_shared;
2693                 if (old)
2694                         free_block(cachep, ac_entry(old), old->avail);
2695                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2696                 kfree(old);
2697         }
2698
2699         return 0;
2700 }
2701
2702
2703 static void enable_cpucache(kmem_cache_t *cachep)
2704 {
2705         int err;
2706         int limit, shared;
2707
2708         /* The head array serves three purposes:
2709          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
2710          * - reduce the number of spinlock operations.
2711          * - reduce the number of linked list operations on the slab and 
2712          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
2713          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
2714          * Bonwick.
2715          */
2716         if (cachep->objsize > 131072)
2717                 limit = 1;
2718         else if (cachep->objsize > PAGE_SIZE)
2719                 limit = 8;
2720         else if (cachep->objsize > 1024)
2721                 limit = 24;
2722         else if (cachep->objsize > 256)
2723                 limit = 54;
2724         else
2725                 limit = 120;
2726
2727         /* Cpu bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
2728          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
2729          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
2730          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
2731          * replaces Bonwick's magazine layer.
2732          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
2733          * to a larger limit. Thus disabled by default.
2734          */
2735         shared = 0;
2736 #ifdef CONFIG_SMP
2737         if (cachep->objsize <= PAGE_SIZE)
2738                 shared = 8;
2739 #endif
2740
2741 #if DEBUG
2742         /* With debugging enabled, large batchcount lead to excessively
2743          * long periods with disabled local interrupts. Limit the 
2744          * batchcount
2745          */
2746         if (limit > 32)
2747                 limit = 32;
2748 #endif
2749         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit+1)/2, shared);
2750         if (err)
2751                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
2752                                         cachep->name, -err);
2753 }
2754
2755 static void drain_array_locked(kmem_cache_t *cachep,
2756                                 struct array_cache *ac, int force)
2757 {
2758         int tofree;
2759
2760         check_spinlock_acquired(cachep);
2761         if (ac->touched && !force) {
2762                 ac->touched = 0;
2763         } else if (ac->avail) {
2764                 tofree = force ? ac->avail : (ac->limit+4)/5;
2765                 if (tofree > ac->avail) {
2766                         tofree = (ac->avail+1)/2;
2767                 }
2768                 free_block(cachep, ac_entry(ac), tofree);
2769                 ac->avail -= tofree;
2770                 memmove(&ac_entry(ac)[0], &ac_entry(ac)[tofree],
2771                                         sizeof(void*)*ac->avail);
2772         }
2773 }
2774
2775 /**
2776  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
2777  *
2778  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
2779  * Purpose:
2780  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
2781  * - return freeable pages to the main free memory pool.
2782  *
2783  * If we cannot acquire the cache chain semaphore then just give up - we'll
2784  * try again on the next iteration.
2785  */
2786 static void cache_reap(void *unused)
2787 {
2788         struct list_head *walk;
2789
2790         if (down_trylock(&cache_chain_sem)) {
2791                 /* Give up. Setup the next iteration. */
2792                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC + smp_processor_id());
2793                 return;
2794         }
2795
2796         list_for_each(walk, &cache_chain) {
2797                 kmem_cache_t *searchp;
2798                 struct list_head* p;
2799                 int tofree;
2800                 struct slab *slabp;
2801
2802                 searchp = list_entry(walk, kmem_cache_t, next);
2803
2804                 if (searchp->flags & SLAB_NO_REAP)
2805                         goto next;
2806
2807                 check_irq_on();
2808
2809                 spin_lock_irq(&searchp->spinlock);
2810
2811                 drain_array_locked(searchp, ac_data(searchp), 0);
2812
2813                 if(time_after(searchp->lists.next_reap, jiffies))
2814                         goto next_unlock;
2815
2816                 searchp->lists.next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
2817
2818                 if (searchp->lists.shared)
2819                         drain_array_locked(searchp, searchp->lists.shared, 0);
2820
2821                 if (searchp->lists.free_touched) {
2822                         searchp->lists.free_touched = 0;
2823                         goto next_unlock;
2824                 }
2825
2826                 tofree = (searchp->free_limit+5*searchp->num-1)/(5*searchp->num);
2827                 do {
2828                         p = list3_data(searchp)->slabs_free.next;
2829                         if (p == &(list3_data(searchp)->slabs_free))
2830                                 break;
2831
2832                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2833                         BUG_ON(slabp->inuse);
2834                         list_del(&slabp->list);
2835                         STATS_INC_REAPED(searchp);
2836
2837                         /* Safe to drop the lock. The slab is no longer
2838                          * linked to the cache.
2839                          * searchp cannot disappear, we hold
2840                          * cache_chain_lock
2841                          */
2842                         searchp->lists.free_objects -= searchp->num;
2843                         spin_unlock_irq(&searchp->spinlock);
2844                         slab_destroy(searchp, slabp);
2845                         spin_lock_irq(&searchp->spinlock);
2846                 } while(--tofree > 0);
2847 next_unlock:
2848                 spin_unlock_irq(&searchp->spinlock);
2849 next:
2850                 cond_resched();
2851         }
2852         check_irq_on();
2853         up(&cache_chain_sem);
2854         /* Setup the next iteration */
2855         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC + smp_processor_id());
2856 }
2857
2858 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2859
2860 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2861 {
2862         loff_t n = *pos;
2863         struct list_head *p;
2864
2865         down(&cache_chain_sem);
2866         if (!n) {
2867                 /*
2868                  * Output format version, so at least we can change it
2869                  * without _too_ many complaints.
2870                  */
2871 #if STATS
2872                 seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
2873 #else
2874                 seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
2875 #endif
2876                 seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> <objperslab> <pagesperslab>");
2877                 seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
2878                 seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
2879 #if STATS
2880                 seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped>"
2881                                 " <error> <maxfreeable> <freelimit> <nodeallocs>");
2882                 seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
2883 #endif
2884                 seq_putc(m, '\n');
2885         }
2886         p = cache_chain.next;
2887         while (n--) {
2888                 p = p->next;
2889                 if (p == &cache_chain)
2890                         return NULL;
2891         }
2892         return list_entry(p, kmem_cache_t, next);
2893 }
2894
2895 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
2896 {
2897         kmem_cache_t *cachep = p;
2898         ++*pos;
2899         return cachep->next.next == &cache_chain ? NULL
2900                 : list_entry(cachep->next.next, kmem_cache_t, next);
2901 }
2902
2903 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
2904 {
2905         up(&cache_chain_sem);
2906 }
2907
2908 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
2909 {
2910         kmem_cache_t *cachep = p;
2911         struct list_head *q;
2912         struct slab     *slabp;
2913         unsigned long   active_objs;
2914         unsigned long   num_objs;
2915         unsigned long   active_slabs = 0;
2916         unsigned long   num_slabs;
2917         const char *name; 
2918         char *error = NULL;
2919
2920         check_irq_on();
2921         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2922         active_objs = 0;
2923         num_slabs = 0;
2924         list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_full) {
2925                 slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2926                 if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
2927                         error = "slabs_full accounting error";
2928                 active_objs += cachep->num;
2929                 active_slabs++;
2930         }
2931         list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_partial) {
2932                 slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2933                 if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
2934                         error = "slabs_partial inuse accounting error";
2935                 if (!slabp->inuse && !error)
2936                         error = "slabs_partial/inuse accounting error";
2937                 active_objs += slabp->inuse;
2938                 active_slabs++;
2939         }
2940         list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_free) {
2941                 slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2942                 if (slabp->inuse && !error)
2943                         error = "slabs_free/inuse accounting error";
2944                 num_slabs++;
2945         }
2946         num_slabs+=active_slabs;
2947         num_objs = num_slabs*cachep->num;
2948         if (num_objs - active_objs != cachep->lists.free_objects && !error)
2949                 error = "free_objects accounting error";
2950
2951         name = cachep->name; 
2952         if (error)
2953                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
2954
2955         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
2956                 name, active_objs, num_objs, cachep->objsize,
2957                 cachep->num, (1<<cachep->gfporder));
2958         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
2959                         cachep->limit, cachep->batchcount,
2960                         cachep->lists.shared->limit/cachep->batchcount);
2961         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6u",
2962                         active_slabs, num_slabs, cachep->lists.shared->avail);
2963 #if STATS
2964         {       /* list3 stats */
2965                 unsigned long high = cachep->high_mark;
2966                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
2967                 unsigned long grown = cachep->grown;
2968                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
2969                 unsigned long errors = cachep->errors;
2970                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
2971                 unsigned long free_limit = cachep->free_limit;
2972                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
2973
2974                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
2975                                 allocs, high, grown, reaped, errors, 
2976                                 max_freeable, free_limit, node_allocs);
2977         }
2978         /* cpu stats */
2979         {
2980                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
2981                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
2982                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
2983                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
2984
2985                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
2986                         allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
2987         }
2988 #endif
2989         seq_putc(m, '\n');
2990         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2991         return 0;
2992 }
2993
2994 /*
2995  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
2996  *
2997  * Output layout:
2998  * cache-name
2999  * num-active-objs
3000  * total-objs
3001  * object size
3002  * num-active-slabs
3003  * total-slabs
3004  * num-pages-per-slab
3005  * + further values on SMP and with statistics enabled
3006  */
3007
3008 struct seq_operations slabinfo_op = {
3009         .start  = s_start,
3010         .next   = s_next,
3011         .stop   = s_stop,
3012         .show   = s_show,
3013 };
3014
3015 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3016 /**
3017  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3018  * @file: unused
3019  * @buffer: user buffer
3020  * @count: data length
3021  * @ppos: unused
3022  */
3023 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
3024                                 size_t count, loff_t *ppos)
3025 {
3026         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE+1], *tmp;
3027         int limit, batchcount, shared, res;
3028         struct list_head *p;
3029         
3030         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3031                 return -EINVAL;
3032         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3033                 return -EFAULT;
3034         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0'; 
3035
3036         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3037         if (!tmp)
3038                 return -EINVAL;
3039         *tmp = '\0';
3040         tmp++;
3041         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3042                 return -EINVAL;
3043
3044         /* Find the cache in the chain of caches. */
3045         down(&cache_chain_sem);
3046         res = -EINVAL;
3047         list_for_each(p,&cache_chain) {
3048                 kmem_cache_t *cachep = list_entry(p, kmem_cache_t, next);
3049
3050                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3051                         if (limit < 1 ||
3052                             batchcount < 1 ||
3053                             batchcount > limit ||
3054                             shared < 0) {
3055                                 res = -EINVAL;
3056                         } else {
3057                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared);
3058                         }
3059                         break;
3060                 }
3061         }
3062         up(&cache_chain_sem);
3063         if (res >= 0)
3064                 res = count;
3065         return res;
3066 }
3067 #endif
3068
3069 unsigned int ksize(const void *objp)
3070 {
3071         kmem_cache_t *c;
3072         unsigned long flags;
3073         unsigned int size = 0;
3074
3075         if (likely(objp != NULL)) {
3076                 local_irq_save(flags);
3077                 c = GET_PAGE_CACHE(virt_to_page(objp));
3078                 size = kmem_cache_size(c);
3079                 local_irq_restore(flags);
3080         }
3081
3082         return size;
3083 }