]> nv-tegra.nvidia Code Review - linux-2.6.git/blob - mm/slab.c
add05d808a4a6fe96823cf3a5899d1c9a5a3f95b
[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 struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/config.h>
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/seq_file.h>
98 #include        <linux/notifier.h>
99 #include        <linux/kallsyms.h>
100 #include        <linux/cpu.h>
101 #include        <linux/sysctl.h>
102 #include        <linux/module.h>
103 #include        <linux/rcupdate.h>
104 #include        <linux/string.h>
105 #include        <linux/nodemask.h>
106 #include        <linux/mempolicy.h>
107 #include        <linux/mutex.h>
108
109 #include        <asm/uaccess.h>
110 #include        <asm/cacheflush.h>
111 #include        <asm/tlbflush.h>
112 #include        <asm/page.h>
113
114 /*
115  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
116  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
117  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
118  *
119  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
120  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
121  *
122  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
123  */
124
125 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
126 #define DEBUG           1
127 #define STATS           1
128 #define FORCED_DEBUG    1
129 #else
130 #define DEBUG           0
131 #define STATS           0
132 #define FORCED_DEBUG    0
133 #endif
134
135 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
136 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
137
138 #ifndef cache_line_size
139 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
140 #endif
141
142 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
143 /*
144  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
145  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
146  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
147  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
148  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
149  * Note that this flag disables some debug features.
150  */
151 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
152 #endif
153
154 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
155 /*
156  * Enforce a minimum alignment for all caches.
157  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
158  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
159  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
160  * some debug features.
161  */
162 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
163 #endif
164
165 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
166 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
167 #endif
168
169 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
170 #if DEBUG
171 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
172                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
173                          SLAB_NO_REAP | SLAB_CACHE_DMA | \
174                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
175                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
176                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
177 #else
178 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_REAP | \
179                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
180                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
181                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
182 #endif
183
184 /*
185  * kmem_bufctl_t:
186  *
187  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
188  * linked offsets.
189  *
190  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
191  * slab an object belongs to.
192  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
193  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
194  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
195  * that does not use off-slab slabs.
196  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
197  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
198  * to have too many per slab.
199  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
200  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
201  */
202
203 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
204 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
205 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
206 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
207
208 /* Max number of objs-per-slab for caches which use off-slab slabs.
209  * Needed to avoid a possible looping condition in cache_grow().
210  */
211 static unsigned long offslab_limit;
212
213 /*
214  * struct slab
215  *
216  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
217  * for a slab, or allocated from an general cache.
218  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
219  */
220 struct slab {
221         struct list_head list;
222         unsigned long colouroff;
223         void *s_mem;            /* including colour offset */
224         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
225         kmem_bufctl_t free;
226         unsigned short nodeid;
227 };
228
229 /*
230  * struct slab_rcu
231  *
232  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
233  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
234  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
235  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
236  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
237  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
238  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
239  *
240  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
241  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
242  *
243  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
244  */
245 struct slab_rcu {
246         struct rcu_head head;
247         struct kmem_cache *cachep;
248         void *addr;
249 };
250
251 /*
252  * struct array_cache
253  *
254  * Purpose:
255  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
256  * - reduce the number of linked list operations
257  * - reduce spinlock operations
258  *
259  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
260  * footprint.
261  *
262  */
263 struct array_cache {
264         unsigned int avail;
265         unsigned int limit;
266         unsigned int batchcount;
267         unsigned int touched;
268         spinlock_t lock;
269         void *entry[0];         /*
270                                  * Must have this definition in here for the proper
271                                  * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
272                                  * the entries.
273                                  * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
274                                  */
275 };
276
277 /* bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore,
278  * but the cpuarrays are allocated from the generic caches...
279  */
280 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
281 struct arraycache_init {
282         struct array_cache cache;
283         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
284 };
285
286 /*
287  * The slab lists for all objects.
288  */
289 struct kmem_list3 {
290         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
291         struct list_head slabs_full;
292         struct list_head slabs_free;
293         unsigned long free_objects;
294         unsigned long next_reap;
295         int free_touched;
296         unsigned int free_limit;
297         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
298         spinlock_t list_lock;
299         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
300         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
301 };
302
303 /*
304  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
305  */
306 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
307 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
308 #define CACHE_CACHE 0
309 #define SIZE_AC 1
310 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
311
312 /*
313  * This function must be completely optimized away if
314  * a constant is passed to it. Mostly the same as
315  * what is in linux/slab.h except it returns an
316  * index.
317  */
318 static __always_inline int index_of(const size_t size)
319 {
320         extern void __bad_size(void);
321
322         if (__builtin_constant_p(size)) {
323                 int i = 0;
324
325 #define CACHE(x) \
326         if (size <=x) \
327                 return i; \
328         else \
329                 i++;
330 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
331 #undef CACHE
332                 __bad_size();
333         } else
334                 __bad_size();
335         return 0;
336 }
337
338 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
339 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
340
341 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
342 {
343         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
344         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
345         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
346         parent->shared = NULL;
347         parent->alien = NULL;
348         parent->colour_next = 0;
349         spin_lock_init(&parent->list_lock);
350         parent->free_objects = 0;
351         parent->free_touched = 0;
352 }
353
354 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)  \
355         do {    \
356                 INIT_LIST_HEAD(listp);          \
357                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
358         } while (0)
359
360 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                     \
361         do {                                    \
362         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
363         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
364         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
365         } while (0)
366
367 /*
368  * struct kmem_cache
369  *
370  * manages a cache.
371  */
372
373 struct kmem_cache {
374 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
375         struct array_cache *array[NR_CPUS];
376         unsigned int batchcount;
377         unsigned int limit;
378         unsigned int shared;
379         unsigned int buffer_size;
380 /* 2) touched by every alloc & free from the backend */
381         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
382         unsigned int flags;     /* constant flags */
383         unsigned int num;       /* # of objs per slab */
384         spinlock_t spinlock;
385
386 /* 3) cache_grow/shrink */
387         /* order of pgs per slab (2^n) */
388         unsigned int gfporder;
389
390         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
391         gfp_t gfpflags;
392
393         size_t colour;          /* cache colouring range */
394         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
395         struct kmem_cache *slabp_cache;
396         unsigned int slab_size;
397         unsigned int dflags;    /* dynamic flags */
398
399         /* constructor func */
400         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
401
402         /* de-constructor func */
403         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
404
405 /* 4) cache creation/removal */
406         const char *name;
407         struct list_head next;
408
409 /* 5) statistics */
410 #if STATS
411         unsigned long num_active;
412         unsigned long num_allocations;
413         unsigned long high_mark;
414         unsigned long grown;
415         unsigned long reaped;
416         unsigned long errors;
417         unsigned long max_freeable;
418         unsigned long node_allocs;
419         unsigned long node_frees;
420         atomic_t allochit;
421         atomic_t allocmiss;
422         atomic_t freehit;
423         atomic_t freemiss;
424 #endif
425 #if DEBUG
426         /*
427          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
428          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
429          * object size including these internal fields, the following two
430          * variables contain the offset to the user object and its size.
431          */
432         int obj_offset;
433         int obj_size;
434 #endif
435 };
436
437 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
438 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
439
440 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
441 /* Optimization question: fewer reaps means less 
442  * probability for unnessary cpucache drain/refill cycles.
443  *
444  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
445  * which could lock up otherwise freeable slabs.
446  */
447 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
448 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
449
450 #if STATS
451 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
452 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
453 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
454 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
455 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
456 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { if ((x)->num_active > (x)->high_mark) \
457                                         (x)->high_mark = (x)->num_active; \
458                                 } while (0)
459 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
460 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
461 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
462 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
463                                 do { if ((x)->max_freeable < i) \
464                                         (x)->max_freeable = i; \
465                                 } while (0)
466
467 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
468 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
469 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
470 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
471 #else
472 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
473 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
474 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
475 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
476 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
477 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
478 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
479 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
480 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
481 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
482                                 do { } while (0)
483
484 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
485 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
486 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
487 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
488 #endif
489
490 #if DEBUG
491 /* Magic nums for obj red zoning.
492  * Placed in the first word before and the first word after an obj.
493  */
494 #define RED_INACTIVE    0x5A2CF071UL    /* when obj is inactive */
495 #define RED_ACTIVE      0x170FC2A5UL    /* when obj is active */
496
497 /* ...and for poisoning */
498 #define POISON_INUSE    0x5a    /* for use-uninitialised poisoning */
499 #define POISON_FREE     0x6b    /* for use-after-free poisoning */
500 #define POISON_END      0xa5    /* end-byte of poisoning */
501
502 /* memory layout of objects:
503  * 0            : objp
504  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
505  *              the end of an object is aligned with the end of the real
506  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
507  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
508  *              redzone word.
509  * cachep->obj_offset: The real object.
510  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
511  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address [BYTES_PER_WORD long]
512  */
513 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
514 {
515         return cachep->obj_offset;
516 }
517
518 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
519 {
520         return cachep->obj_size;
521 }
522
523 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
524 {
525         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
526         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
527 }
528
529 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
530 {
531         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
532         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
533                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
534                                          2 * BYTES_PER_WORD);
535         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
536 }
537
538 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
539 {
540         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
541         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
542 }
543
544 #else
545
546 #define obj_offset(x)                   0
547 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
548 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
549 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
550 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
551
552 #endif
553
554 /*
555  * Maximum size of an obj (in 2^order pages)
556  * and absolute limit for the gfp order.
557  */
558 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
559 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
560 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
561 #elif defined(CONFIG_MMU)
562 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
563 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
564 #else
565 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
566 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
567 #endif
568
569 /*
570  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
571  */
572 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
573 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
574 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
575
576 /* Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the
577  * global 'mem_map'. These are used to find the slab an obj belongs to.
578  * With kfree(), these are used to find the cache which an obj belongs to.
579  */
580 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
581 {
582         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
583 }
584
585 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
586 {
587         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
588 }
589
590 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
591 {
592         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
593 }
594
595 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
596 {
597         return (struct slab *)page->lru.prev;
598 }
599
600 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
601 {
602         struct page *page = virt_to_page(obj);
603         return page_get_cache(page);
604 }
605
606 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
607 {
608         struct page *page = virt_to_page(obj);
609         return page_get_slab(page);
610 }
611
612 /* These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes. */
613 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
614 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
615 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
616         CACHE(ULONG_MAX)
617 #undef CACHE
618 };
619 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
620
621 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
622 struct cache_names {
623         char *name;
624         char *name_dma;
625 };
626
627 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
628 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
629 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
630         {NULL,}
631 #undef CACHE
632 };
633
634 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
635     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
636 static struct arraycache_init initarray_generic =
637     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
638
639 /* internal cache of cache description objs */
640 static struct kmem_cache cache_cache = {
641         .batchcount = 1,
642         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
643         .shared = 1,
644         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
645         .flags = SLAB_NO_REAP,
646         .spinlock = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
647         .name = "kmem_cache",
648 #if DEBUG
649         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
650 #endif
651 };
652
653 /* Guard access to the cache-chain. */
654 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
655 static struct list_head cache_chain;
656
657 /*
658  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many
659  * slab-allocated pages are possibly freeable under pressure
660  *
661  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
662  */
663 atomic_t slab_reclaim_pages;
664
665 /*
666  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
667  * until the general caches are up.
668  */
669 static enum {
670         NONE,
671         PARTIAL_AC,
672         PARTIAL_L3,
673         FULL
674 } g_cpucache_up;
675
676 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
677
678 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len, int node);
679 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
680 static void cache_reap(void *unused);
681 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node);
682
683 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
684 {
685         return cachep->array[smp_processor_id()];
686 }
687
688 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
689 {
690         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
691
692 #if DEBUG
693         /* This happens if someone tries to call
694          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
695          * the generic caches are initialized.
696          */
697         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
698 #endif
699         while (size > csizep->cs_size)
700                 csizep++;
701
702         /*
703          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
704          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
705          * for large kmalloc calls required.
706          */
707         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
708                 return csizep->cs_dmacachep;
709         return csizep->cs_cachep;
710 }
711
712 struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
713 {
714         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
715 }
716 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
717
718 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
719 {
720         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
721 }
722
723 /* Calculate the number of objects and left-over bytes for a given
724    buffer size. */
725 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
726                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
727                            unsigned int *num)
728 {
729         int nr_objs;
730         size_t mgmt_size;
731         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
732
733         /*
734          * The slab management structure can be either off the slab or
735          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
736          * slab is used for:
737          *
738          * - The struct slab
739          * - One kmem_bufctl_t for each object
740          * - Padding to respect alignment of @align
741          * - @buffer_size bytes for each object
742          *
743          * If the slab management structure is off the slab, then the
744          * alignment will already be calculated into the size. Because
745          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
746          * correct alignment when allocated.
747          */
748         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
749                 mgmt_size = 0;
750                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
751
752                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
753                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
754         } else {
755                 /*
756                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
757                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
758                  * least @align. In the worst case, this result will
759                  * be one greater than the number of objects that fit
760                  * into the memory allocation when taking the padding
761                  * into account.
762                  */
763                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
764                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
765
766                 /*
767                  * This calculated number will be either the right
768                  * amount, or one greater than what we want.
769                  */
770                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
771                        > slab_size)
772                         nr_objs--;
773
774                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
775                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
776
777                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
778         }
779         *num = nr_objs;
780         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
781 }
782
783 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
784
785 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep, char *msg)
786 {
787         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
788                function, cachep->name, msg);
789         dump_stack();
790 }
791
792 /*
793  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
794  * via the workqueue/eventd.
795  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
796  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
797  * lock.
798  */
799 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
800 {
801         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
802
803         /*
804          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
805          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
806          * at that time.
807          */
808         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
809                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
810                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
811         }
812 }
813
814 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
815                                             int batchcount)
816 {
817         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
818         struct array_cache *nc = NULL;
819
820         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
821         if (nc) {
822                 nc->avail = 0;
823                 nc->limit = entries;
824                 nc->batchcount = batchcount;
825                 nc->touched = 0;
826                 spin_lock_init(&nc->lock);
827         }
828         return nc;
829 }
830
831 #ifdef CONFIG_NUMA
832 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
833
834 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
835 {
836         struct array_cache **ac_ptr;
837         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
838         int i;
839
840         if (limit > 1)
841                 limit = 12;
842         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
843         if (ac_ptr) {
844                 for_each_node(i) {
845                         if (i == node || !node_online(i)) {
846                                 ac_ptr[i] = NULL;
847                                 continue;
848                         }
849                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
850                         if (!ac_ptr[i]) {
851                                 for (i--; i <= 0; i--)
852                                         kfree(ac_ptr[i]);
853                                 kfree(ac_ptr);
854                                 return NULL;
855                         }
856                 }
857         }
858         return ac_ptr;
859 }
860
861 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
862 {
863         int i;
864
865         if (!ac_ptr)
866                 return;
867
868         for_each_node(i)
869             kfree(ac_ptr[i]);
870
871         kfree(ac_ptr);
872 }
873
874 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
875                                 struct array_cache *ac, int node)
876 {
877         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
878
879         if (ac->avail) {
880                 spin_lock(&rl3->list_lock);
881                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
882                 ac->avail = 0;
883                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
884         }
885 }
886
887 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache **alien)
888 {
889         int i = 0;
890         struct array_cache *ac;
891         unsigned long flags;
892
893         for_each_online_node(i) {
894                 ac = alien[i];
895                 if (ac) {
896                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
897                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
898                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
899                 }
900         }
901 }
902 #else
903
904 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
905
906 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
907 {
908         return (struct array_cache **) 0x01020304ul;
909 }
910
911 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
912 {
913 }
914
915 #endif
916
917 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
918                                     unsigned long action, void *hcpu)
919 {
920         long cpu = (long)hcpu;
921         struct kmem_cache *cachep;
922         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
923         int node = cpu_to_node(cpu);
924         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
925
926         switch (action) {
927         case CPU_UP_PREPARE:
928                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
929                 /* we need to do this right in the beginning since
930                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
931                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
932                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
933                  */
934
935                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
936                         /* setup the size64 kmemlist for cpu before we can
937                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
938                          * node has not already allocated this
939                          */
940                         if (!cachep->nodelists[node]) {
941                                 if (!(l3 = kmalloc_node(memsize,
942                                                         GFP_KERNEL, node)))
943                                         goto bad;
944                                 kmem_list3_init(l3);
945                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
946                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
947
948                                 /*
949                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
950                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
951                                  * protection here.
952                                  */
953                                 cachep->nodelists[node] = l3;
954                         }
955
956                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
957                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
958                             (1 + nr_cpus_node(node)) *
959                             cachep->batchcount + cachep->num;
960                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
961                 }
962
963                 /* Now we can go ahead with allocating the shared array's
964                    & array cache's */
965                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
966                         struct array_cache *nc;
967                         struct array_cache *shared;
968                         struct array_cache **alien;
969
970                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
971                                                 cachep->batchcount);
972                         if (!nc)
973                                 goto bad;
974                         shared = alloc_arraycache(node,
975                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
976                                         0xbaadf00d);
977                         if (!shared)
978                                 goto bad;
979
980                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
981                         if (!alien)
982                                 goto bad;
983                         cachep->array[cpu] = nc;
984
985                         l3 = cachep->nodelists[node];
986                         BUG_ON(!l3);
987
988                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
989                         if (!l3->shared) {
990                                 /*
991                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
992                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
993                                  */
994                                 l3->shared = shared;
995                                 shared = NULL;
996                         }
997 #ifdef CONFIG_NUMA
998                         if (!l3->alien) {
999                                 l3->alien = alien;
1000                                 alien = NULL;
1001                         }
1002 #endif
1003                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1004
1005                         kfree(shared);
1006                         free_alien_cache(alien);
1007                 }
1008                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1009                 break;
1010         case CPU_ONLINE:
1011                 start_cpu_timer(cpu);
1012                 break;
1013 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1014         case CPU_DEAD:
1015                 /*
1016                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1017                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1018                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1019                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1020                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1021                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1022                  */
1023                 /* fall thru */
1024         case CPU_UP_CANCELED:
1025                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1026
1027                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1028                         struct array_cache *nc;
1029                         struct array_cache *shared;
1030                         struct array_cache **alien;
1031                         cpumask_t mask;
1032
1033                         mask = node_to_cpumask(node);
1034                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1035                         nc = cachep->array[cpu];
1036                         cachep->array[cpu] = NULL;
1037                         l3 = cachep->nodelists[node];
1038
1039                         if (!l3)
1040                                 goto free_array_cache;
1041
1042                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1043
1044                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1045                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1046                         if (nc)
1047                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1048
1049                         if (!cpus_empty(mask)) {
1050                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1051                                 goto free_array_cache;
1052                         }
1053
1054                         shared = l3->shared;
1055                         if (shared) {
1056                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1057                                            l3->shared->avail, node);
1058                                 l3->shared = NULL;
1059                         }
1060
1061                         alien = l3->alien;
1062                         l3->alien = NULL;
1063
1064                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1065
1066                         kfree(shared);
1067                         if (alien) {
1068                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1069                                 free_alien_cache(alien);
1070                         }
1071 free_array_cache:
1072                         kfree(nc);
1073                 }
1074                 /*
1075                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1076                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1077                  * shrink each nodelist to its limit.
1078                  */
1079                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1080                         l3 = cachep->nodelists[node];
1081                         if (!l3)
1082                                 continue;
1083                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1084                         /* free slabs belonging to this node */
1085                         __node_shrink(cachep, node);
1086                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1087                 }
1088                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1089                 break;
1090 #endif
1091         }
1092         return NOTIFY_OK;
1093       bad:
1094         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1095         return NOTIFY_BAD;
1096 }
1097
1098 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
1099
1100 /*
1101  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1102  */
1103 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list, int nodeid)
1104 {
1105         struct kmem_list3 *ptr;
1106
1107         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1108         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1109         BUG_ON(!ptr);
1110
1111         local_irq_disable();
1112         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1113         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1114         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1115         local_irq_enable();
1116 }
1117
1118 /* Initialisation.
1119  * Called after the gfp() functions have been enabled, and before smp_init().
1120  */
1121 void __init kmem_cache_init(void)
1122 {
1123         size_t left_over;
1124         struct cache_sizes *sizes;
1125         struct cache_names *names;
1126         int i;
1127
1128         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1129                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1130                 if (i < MAX_NUMNODES)
1131                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1132         }
1133
1134         /*
1135          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1136          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1137          */
1138         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1139                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1140
1141         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1142          * from caches that do not exist yet:
1143          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct kmem_cache
1144          *    structures of all caches, except cache_cache itself: cache_cache
1145          *    is statically allocated.
1146          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1147          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1148          *    array at the end of the bootstrap.
1149          * 2) Create the first kmalloc cache.
1150          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1151          *    An __init data area is used for the head array.
1152          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1153          *    head arrays.
1154          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1155          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1156          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1157          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1158          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1159          */
1160
1161         /* 1) create the cache_cache */
1162         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1163         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1164         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1165         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1166         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1167
1168         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size, cache_line_size());
1169
1170         cache_estimate(0, cache_cache.buffer_size, cache_line_size(), 0,
1171                        &left_over, &cache_cache.num);
1172         if (!cache_cache.num)
1173                 BUG();
1174
1175         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1176         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1177                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1178
1179         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1180         sizes = malloc_sizes;
1181         names = cache_names;
1182
1183         /* Initialize the caches that provide memory for the array cache
1184          * and the kmem_list3 structures first.
1185          * Without this, further allocations will bug
1186          */
1187
1188         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1189                                                       sizes[INDEX_AC].cs_size,
1190                                                       ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1191                                                       (ARCH_KMALLOC_FLAGS |
1192                                                        SLAB_PANIC), NULL, NULL);
1193
1194         if (INDEX_AC != INDEX_L3)
1195                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1196                     kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1197                                       sizes[INDEX_L3].cs_size,
1198                                       ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1199                                       (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_PANIC), NULL,
1200                                       NULL);
1201
1202         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1203                 /*
1204                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1205                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1206                  * eliminates "false sharing".
1207                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1208                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1209                  */
1210                 if (!sizes->cs_cachep)
1211                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1212                                                              sizes->cs_size,
1213                                                              ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1214                                                              (ARCH_KMALLOC_FLAGS
1215                                                               | SLAB_PANIC),
1216                                                              NULL, NULL);
1217
1218                 /* Inc off-slab bufctl limit until the ceiling is hit. */
1219                 if (!(OFF_SLAB(sizes->cs_cachep))) {
1220                         offslab_limit = sizes->cs_size - sizeof(struct slab);
1221                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1222                 }
1223
1224                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1225                                                         sizes->cs_size,
1226                                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1227                                                         (ARCH_KMALLOC_FLAGS |
1228                                                          SLAB_CACHE_DMA |
1229                                                          SLAB_PANIC), NULL,
1230                                                         NULL);
1231
1232                 sizes++;
1233                 names++;
1234         }
1235         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1236         {
1237                 void *ptr;
1238
1239                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1240
1241                 local_irq_disable();
1242                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1243                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1244                        sizeof(struct arraycache_init));
1245                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1246                 local_irq_enable();
1247
1248                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1249
1250                 local_irq_disable();
1251                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1252                        != &initarray_generic.cache);
1253                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1254                        sizeof(struct arraycache_init));
1255                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1256                     ptr;
1257                 local_irq_enable();
1258         }
1259         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1260         {
1261                 int node;
1262                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1263                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1264                           numa_node_id());
1265
1266                 for_each_online_node(node) {
1267                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1268                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1269
1270                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1271                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1272                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1273                                           node);
1274                         }
1275                 }
1276         }
1277
1278         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1279         {
1280                 struct kmem_cache *cachep;
1281                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1282                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1283                     enable_cpucache(cachep);
1284                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1285         }
1286
1287         /* Done! */
1288         g_cpucache_up = FULL;
1289
1290         /* Register a cpu startup notifier callback
1291          * that initializes cpu_cache_get for all new cpus
1292          */
1293         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1294
1295         /* The reap timers are started later, with a module init call:
1296          * That part of the kernel is not yet operational.
1297          */
1298 }
1299
1300 static int __init cpucache_init(void)
1301 {
1302         int cpu;
1303
1304         /* 
1305          * Register the timers that return unneeded
1306          * pages to gfp.
1307          */
1308         for_each_online_cpu(cpu)
1309             start_cpu_timer(cpu);
1310
1311         return 0;
1312 }
1313
1314 __initcall(cpucache_init);
1315
1316 /*
1317  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1318  *
1319  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1320  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1321  * would be relatively rare and ignorable.
1322  */
1323 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1324 {
1325         struct page *page;
1326         void *addr;
1327         int i;
1328
1329         flags |= cachep->gfpflags;
1330         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1331         if (!page)
1332                 return NULL;
1333         addr = page_address(page);
1334
1335         i = (1 << cachep->gfporder);
1336         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1337                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
1338         add_page_state(nr_slab, i);
1339         while (i--) {
1340                 SetPageSlab(page);
1341                 page++;
1342         }
1343         return addr;
1344 }
1345
1346 /*
1347  * Interface to system's page release.
1348  */
1349 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1350 {
1351         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1352         struct page *page = virt_to_page(addr);
1353         const unsigned long nr_freed = i;
1354
1355         while (i--) {
1356                 if (!TestClearPageSlab(page))
1357                         BUG();
1358                 page++;
1359         }
1360         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
1361         if (current->reclaim_state)
1362                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1363         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1364         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1365                 atomic_sub(1 << cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1366 }
1367
1368 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1369 {
1370         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1371         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1372
1373         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1374         if (OFF_SLAB(cachep))
1375                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1376 }
1377
1378 #if DEBUG
1379
1380 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1381 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1382                             unsigned long caller)
1383 {
1384         int size = obj_size(cachep);
1385
1386         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1387
1388         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1389                 return;
1390
1391         *addr++ = 0x12345678;
1392         *addr++ = caller;
1393         *addr++ = smp_processor_id();
1394         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1395         {
1396                 unsigned long *sptr = &caller;
1397                 unsigned long svalue;
1398
1399                 while (!kstack_end(sptr)) {
1400                         svalue = *sptr++;
1401                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1402                                 *addr++ = svalue;
1403                                 size -= sizeof(unsigned long);
1404                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1405                                         break;
1406                         }
1407                 }
1408
1409         }
1410         *addr++ = 0x87654321;
1411 }
1412 #endif
1413
1414 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1415 {
1416         int size = obj_size(cachep);
1417         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1418
1419         memset(addr, val, size);
1420         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1421 }
1422
1423 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1424 {
1425         int i;
1426         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1427         for (i = 0; i < limit; i++) {
1428                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1429         }
1430         printk("\n");
1431 }
1432 #endif
1433
1434 #if DEBUG
1435
1436 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1437 {
1438         int i, size;
1439         char *realobj;
1440
1441         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1442                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1443                        *dbg_redzone1(cachep, objp),
1444                        *dbg_redzone2(cachep, objp));
1445         }
1446
1447         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1448                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1449                        *dbg_userword(cachep, objp));
1450                 print_symbol("(%s)",
1451                              (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1452                 printk("\n");
1453         }
1454         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1455         size = obj_size(cachep);
1456         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1457                 int limit;
1458                 limit = 16;
1459                 if (i + limit > size)
1460                         limit = size - i;
1461                 dump_line(realobj, i, limit);
1462         }
1463 }
1464
1465 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1466 {
1467         char *realobj;
1468         int size, i;
1469         int lines = 0;
1470
1471         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1472         size = obj_size(cachep);
1473
1474         for (i = 0; i < size; i++) {
1475                 char exp = POISON_FREE;
1476                 if (i == size - 1)
1477                         exp = POISON_END;
1478                 if (realobj[i] != exp) {
1479                         int limit;
1480                         /* Mismatch ! */
1481                         /* Print header */
1482                         if (lines == 0) {
1483                                 printk(KERN_ERR
1484                                        "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1485                                        realobj, size);
1486                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1487                         }
1488                         /* Hexdump the affected line */
1489                         i = (i / 16) * 16;
1490                         limit = 16;
1491                         if (i + limit > size)
1492                                 limit = size - i;
1493                         dump_line(realobj, i, limit);
1494                         i += 16;
1495                         lines++;
1496                         /* Limit to 5 lines */
1497                         if (lines > 5)
1498                                 break;
1499                 }
1500         }
1501         if (lines != 0) {
1502                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1503                  * exist:
1504                  */
1505                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1506                 int objnr;
1507
1508                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
1509                 if (objnr) {
1510                         objp = slabp->s_mem + (objnr - 1) * cachep->buffer_size;
1511                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1512                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1513                                realobj, size);
1514                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1515                 }
1516                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1517                         objp = slabp->s_mem + (objnr + 1) * cachep->buffer_size;
1518                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1519                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1520                                realobj, size);
1521                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1522                 }
1523         }
1524 }
1525 #endif
1526
1527 #if DEBUG
1528 /**
1529  * slab_destroy_objs - call the registered destructor for each object in
1530  *      a slab that is to be destroyed.
1531  */
1532 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1533 {
1534         int i;
1535         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1536                 void *objp = slabp->s_mem + cachep->buffer_size * i;
1537
1538                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1539 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1540                         if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0
1541                             && OFF_SLAB(cachep))
1542                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1543                                                  cachep->buffer_size / PAGE_SIZE,
1544                                                  1);
1545                         else
1546                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1547 #else
1548                         check_poison_obj(cachep, objp);
1549 #endif
1550                 }
1551                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1552                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1553                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1554                                            "was overwritten");
1555                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1556                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1557                                            "was overwritten");
1558                 }
1559                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1560                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1561         }
1562 }
1563 #else
1564 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1565 {
1566         if (cachep->dtor) {
1567                 int i;
1568                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1569                         void *objp = slabp->s_mem + cachep->buffer_size * i;
1570                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1571                 }
1572         }
1573 }
1574 #endif
1575
1576 /**
1577  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1578  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.
1579  * The cache-lock is not held/needed.
1580  */
1581 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1582 {
1583         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1584
1585         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1586         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1587                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1588
1589                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1590                 slab_rcu->cachep = cachep;
1591                 slab_rcu->addr = addr;
1592                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1593         } else {
1594                 kmem_freepages(cachep, addr);
1595                 if (OFF_SLAB(cachep))
1596                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1597         }
1598 }
1599
1600 /* For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same
1601    as size of kmem_list3. */
1602 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1603 {
1604         int node;
1605
1606         for_each_online_node(node) {
1607                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1608                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1609                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1610                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1611         }
1612 }
1613
1614 /**
1615  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1616  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1617  * @size: size of objects to be created in this cache.
1618  * @align: required alignment for the objects.
1619  * @flags: slab allocation flags
1620  *
1621  * Also calculates the number of objects per slab.
1622  *
1623  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1624  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1625  * towards high-order requests, this should be changed.
1626  */
1627 static inline size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1628                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1629 {
1630         size_t left_over = 0;
1631
1632         for (;; cachep->gfporder++) {
1633                 unsigned int num;
1634                 size_t remainder;
1635
1636                 if (cachep->gfporder > MAX_GFP_ORDER) {
1637                         cachep->num = 0;
1638                         break;
1639                 }
1640
1641                 cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1642                                &remainder, &num);
1643                 if (!num)
1644                         continue;
1645                 /* More than offslab_limit objects will cause problems */
1646                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && cachep->num > offslab_limit)
1647                         break;
1648
1649                 cachep->num = num;
1650                 left_over = remainder;
1651
1652                 /*
1653                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1654                  * currently bad for the gfp()s.
1655                  */
1656                 if (cachep->gfporder >= slab_break_gfp_order)
1657                         break;
1658
1659                 if ((left_over * 8) <= (PAGE_SIZE << cachep->gfporder))
1660                         /* Acceptable internal fragmentation */
1661                         break;
1662         }
1663         return left_over;
1664 }
1665
1666 /**
1667  * kmem_cache_create - Create a cache.
1668  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1669  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1670  * @align: The required alignment for the objects.
1671  * @flags: SLAB flags
1672  * @ctor: A constructor for the objects.
1673  * @dtor: A destructor for the objects.
1674  *
1675  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1676  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1677  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1678  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1679  *
1680  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1681  * the module calling this has to destroy the cache before getting 
1682  * unloaded.
1683  * 
1684  * The flags are
1685  *
1686  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1687  * to catch references to uninitialised memory.
1688  *
1689  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1690  * for buffer overruns.
1691  *
1692  * %SLAB_NO_REAP - Don't automatically reap this cache when we're under
1693  * memory pressure.
1694  *
1695  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1696  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1697  * as davem.
1698  */
1699 struct kmem_cache *
1700 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1701         unsigned long flags, void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
1702         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
1703 {
1704         size_t left_over, slab_size, ralign;
1705         struct kmem_cache *cachep = NULL;
1706         struct list_head *p;
1707
1708         /*
1709          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1710          */
1711         if ((!name) ||
1712             in_interrupt() ||
1713             (size < BYTES_PER_WORD) ||
1714             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
1715                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n",
1716                        __FUNCTION__, name);
1717                 BUG();
1718         }
1719
1720         /*
1721          * Prevent CPUs from coming and going.
1722          * lock_cpu_hotplug() nests outside cache_chain_mutex
1723          */
1724         lock_cpu_hotplug();
1725
1726         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1727
1728         list_for_each(p, &cache_chain) {
1729                 struct kmem_cache *pc = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
1730                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
1731                 char tmp;
1732                 int res;
1733
1734                 /*
1735                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
1736                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
1737                  * area of the module.  Print a warning.
1738                  */
1739                 set_fs(KERNEL_DS);
1740                 res = __get_user(tmp, pc->name);
1741                 set_fs(old_fs);
1742                 if (res) {
1743                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
1744                                pc->buffer_size);
1745                         continue;
1746                 }
1747
1748                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
1749                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
1750                         dump_stack();
1751                         goto oops;
1752                 }
1753         }
1754
1755 #if DEBUG
1756         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1757         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1758                 /* No constructor, but inital state check requested */
1759                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1760                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1761                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1762         }
1763 #if FORCED_DEBUG
1764         /*
1765          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1766          * large objects, if the increased size would increase the object size
1767          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1768          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1769          */
1770         if ((size < 4096
1771              || fls(size - 1) == fls(size - 1 + 3 * BYTES_PER_WORD)))
1772                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
1773         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1774                 flags |= SLAB_POISON;
1775 #endif
1776         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1777                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
1778 #endif
1779         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1780                 BUG_ON(dtor);
1781
1782         /*
1783          * Always checks flags, a caller might be expecting debug
1784          * support which isn't available.
1785          */
1786         if (flags & ~CREATE_MASK)
1787                 BUG();
1788
1789         /* Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1790          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1791          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1792          */
1793         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
1794                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
1795                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
1796         }
1797
1798         /* calculate out the final buffer alignment: */
1799         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
1800         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1801                 /* Default alignment: as specified by the arch code.
1802                  * Except if an object is really small, then squeeze multiple
1803                  * objects into one cacheline.
1804                  */
1805                 ralign = cache_line_size();
1806                 while (size <= ralign / 2)
1807                         ralign /= 2;
1808         } else {
1809                 ralign = BYTES_PER_WORD;
1810         }
1811         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
1812         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
1813                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1814                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1815                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1816         }
1817         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
1818         if (ralign < align) {
1819                 ralign = align;
1820                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1821                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1822         }
1823         /* 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
1824          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
1825          */
1826         align = ralign;
1827
1828         /* Get cache's description obj. */
1829         cachep = kmem_cache_alloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
1830         if (!cachep)
1831                 goto oops;
1832         memset(cachep, 0, sizeof(struct kmem_cache));
1833
1834 #if DEBUG
1835         cachep->obj_size = size;
1836
1837         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1838                 /* redzoning only works with word aligned caches */
1839                 align = BYTES_PER_WORD;
1840
1841                 /* add space for red zone words */
1842                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
1843                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
1844         }
1845         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
1846                 /* user store requires word alignment and
1847                  * one word storage behind the end of the real
1848                  * object.
1849                  */
1850                 align = BYTES_PER_WORD;
1851                 size += BYTES_PER_WORD;
1852         }
1853 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
1854         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
1855             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
1856                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
1857                 size = PAGE_SIZE;
1858         }
1859 #endif
1860 #endif
1861
1862         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
1863         if (size >= (PAGE_SIZE >> 3))
1864                 /*
1865                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
1866                  * off-slab (should allow better packing of objs).
1867                  */
1868                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
1869
1870         size = ALIGN(size, align);
1871
1872         if ((flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) && size <= PAGE_SIZE) {
1873                 /*
1874                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1875                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1876                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1877                  */
1878                 cachep->gfporder = 0;
1879                 cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1880                                &left_over, &cachep->num);
1881         } else
1882                 left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
1883
1884         if (!cachep->num) {
1885                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
1886                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1887                 cachep = NULL;
1888                 goto oops;
1889         }
1890         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
1891                           + sizeof(struct slab), align);
1892
1893         /*
1894          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1895          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1896          */
1897         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
1898                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
1899                 left_over -= slab_size;
1900         }
1901
1902         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1903                 /* really off slab. No need for manual alignment */
1904                 slab_size =
1905                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
1906         }
1907
1908         cachep->colour_off = cache_line_size();
1909         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
1910         if (cachep->colour_off < align)
1911                 cachep->colour_off = align;
1912         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
1913         cachep->slab_size = slab_size;
1914         cachep->flags = flags;
1915         cachep->gfpflags = 0;
1916         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
1917                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
1918         spin_lock_init(&cachep->spinlock);
1919         cachep->buffer_size = size;
1920
1921         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
1922                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
1923         cachep->ctor = ctor;
1924         cachep->dtor = dtor;
1925         cachep->name = name;
1926
1927
1928         if (g_cpucache_up == FULL) {
1929                 enable_cpucache(cachep);
1930         } else {
1931                 if (g_cpucache_up == NONE) {
1932                         /* Note: the first kmem_cache_create must create
1933                          * the cache that's used by kmalloc(24), otherwise
1934                          * the creation of further caches will BUG().
1935                          */
1936                         cachep->array[smp_processor_id()] =
1937                             &initarray_generic.cache;
1938
1939                         /* If the cache that's used by
1940                          * kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is the first cache,
1941                          * then we need to set up all its list3s, otherwise
1942                          * the creation of further caches will BUG().
1943                          */
1944                         set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1945                         if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1946                                 g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1947                         else
1948                                 g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1949                 } else {
1950                         cachep->array[smp_processor_id()] =
1951                             kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1952
1953                         if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1954                                 set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1955                                 g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1956                         } else {
1957                                 int node;
1958                                 for_each_online_node(node) {
1959
1960                                         cachep->nodelists[node] =
1961                                             kmalloc_node(sizeof
1962                                                          (struct kmem_list3),
1963                                                          GFP_KERNEL, node);
1964                                         BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1965                                         kmem_list3_init(cachep->
1966                                                         nodelists[node]);
1967                                 }
1968                         }
1969                 }
1970                 cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1971                     jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1972                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1973
1974                 BUG_ON(!cpu_cache_get(cachep));
1975                 cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1976                 cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1977                 cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1978                 cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1979                 cachep->batchcount = 1;
1980                 cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1981         }
1982
1983         /* cache setup completed, link it into the list */
1984         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
1985       oops:
1986         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
1987                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
1988                       name);
1989         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1990         unlock_cpu_hotplug();
1991         return cachep;
1992 }
1993 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
1994
1995 #if DEBUG
1996 static void check_irq_off(void)
1997 {
1998         BUG_ON(!irqs_disabled());
1999 }
2000
2001 static void check_irq_on(void)
2002 {
2003         BUG_ON(irqs_disabled());
2004 }
2005
2006 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2007 {
2008 #ifdef CONFIG_SMP
2009         check_irq_off();
2010         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2011 #endif
2012 }
2013
2014 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2015 {
2016 #ifdef CONFIG_SMP
2017         check_irq_off();
2018         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2019 #endif
2020 }
2021
2022 #else
2023 #define check_irq_off() do { } while(0)
2024 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2025 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2026 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2027 #endif
2028
2029 /*
2030  * Waits for all CPUs to execute func().
2031  */
2032 static void smp_call_function_all_cpus(void (*func)(void *arg), void *arg)
2033 {
2034         check_irq_on();
2035         preempt_disable();
2036
2037         local_irq_disable();
2038         func(arg);
2039         local_irq_enable();
2040
2041         if (smp_call_function(func, arg, 1, 1))
2042                 BUG();
2043
2044         preempt_enable();
2045 }
2046
2047 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
2048                                 int force, int node);
2049
2050 static void do_drain(void *arg)
2051 {
2052         struct kmem_cache *cachep = (struct kmem_cache *) arg;
2053         struct array_cache *ac;
2054         int node = numa_node_id();
2055
2056         check_irq_off();
2057         ac = cpu_cache_get(cachep);
2058         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2059         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2060         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2061         ac->avail = 0;
2062 }
2063
2064 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2065 {
2066         struct kmem_list3 *l3;
2067         int node;
2068
2069         smp_call_function_all_cpus(do_drain, cachep);
2070         check_irq_on();
2071         for_each_online_node(node) {
2072                 l3 = cachep->nodelists[node];
2073                 if (l3) {
2074                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2075                         drain_array_locked(cachep, l3->shared, 1, node);
2076                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2077                         if (l3->alien)
2078                                 drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2079                 }
2080         }
2081 }
2082
2083 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node)
2084 {
2085         struct slab *slabp;
2086         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[node];
2087         int ret;
2088
2089         for (;;) {
2090                 struct list_head *p;
2091
2092                 p = l3->slabs_free.prev;
2093                 if (p == &l3->slabs_free)
2094                         break;
2095
2096                 slabp = list_entry(l3->slabs_free.prev, struct slab, list);
2097 #if DEBUG
2098                 if (slabp->inuse)
2099                         BUG();
2100 #endif
2101                 list_del(&slabp->list);
2102
2103                 l3->free_objects -= cachep->num;
2104                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2105                 slab_destroy(cachep, slabp);
2106                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2107         }
2108         ret = !list_empty(&l3->slabs_full) || !list_empty(&l3->slabs_partial);
2109         return ret;
2110 }
2111
2112 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2113 {
2114         int ret = 0, i = 0;
2115         struct kmem_list3 *l3;
2116
2117         drain_cpu_caches(cachep);
2118
2119         check_irq_on();
2120         for_each_online_node(i) {
2121                 l3 = cachep->nodelists[i];
2122                 if (l3) {
2123                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2124                         ret += __node_shrink(cachep, i);
2125                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2126                 }
2127         }
2128         return (ret ? 1 : 0);
2129 }
2130
2131 /**
2132  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2133  * @cachep: The cache to shrink.
2134  *
2135  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2136  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2137  */
2138 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2139 {
2140         if (!cachep || in_interrupt())
2141                 BUG();
2142
2143         return __cache_shrink(cachep);
2144 }
2145 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2146
2147 /**
2148  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2149  * @cachep: the cache to destroy
2150  *
2151  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2152  * Returns 0 on success.
2153  *
2154  * It is expected this function will be called by a module when it is
2155  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2156  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2157  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2158  *
2159  * The cache must be empty before calling this function.
2160  *
2161  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2162  * during the kmem_cache_destroy().
2163  */
2164 int kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2165 {
2166         int i;
2167         struct kmem_list3 *l3;
2168
2169         if (!cachep || in_interrupt())
2170                 BUG();
2171
2172         /* Don't let CPUs to come and go */
2173         lock_cpu_hotplug();
2174
2175         /* Find the cache in the chain of caches. */
2176         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2177         /*
2178          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2179          */
2180         list_del(&cachep->next);
2181         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2182
2183         if (__cache_shrink(cachep)) {
2184                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2185                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2186                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2187                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2188                 unlock_cpu_hotplug();
2189                 return 1;
2190         }
2191
2192         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2193                 synchronize_rcu();
2194
2195         for_each_online_cpu(i)
2196             kfree(cachep->array[i]);
2197
2198         /* NUMA: free the list3 structures */
2199         for_each_online_node(i) {
2200                 if ((l3 = cachep->nodelists[i])) {
2201                         kfree(l3->shared);
2202                         free_alien_cache(l3->alien);
2203                         kfree(l3);
2204                 }
2205         }
2206         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2207
2208         unlock_cpu_hotplug();
2209
2210         return 0;
2211 }
2212 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2213
2214 /* Get the memory for a slab management obj. */
2215 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2216                                    int colour_off, gfp_t local_flags)
2217 {
2218         struct slab *slabp;
2219
2220         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2221                 /* Slab management obj is off-slab. */
2222                 slabp = kmem_cache_alloc(cachep->slabp_cache, local_flags);
2223                 if (!slabp)
2224                         return NULL;
2225         } else {
2226                 slabp = objp + colour_off;
2227                 colour_off += cachep->slab_size;
2228         }
2229         slabp->inuse = 0;
2230         slabp->colouroff = colour_off;
2231         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2232
2233         return slabp;
2234 }
2235
2236 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2237 {
2238         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2239 }
2240
2241 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2242                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2243 {
2244         int i;
2245
2246         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2247                 void *objp = slabp->s_mem + cachep->buffer_size * i;
2248 #if DEBUG
2249                 /* need to poison the objs? */
2250                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2251                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2252                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2253                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2254
2255                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2256                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2257                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2258                 }
2259                 /*
2260                  * Constructors are not allowed to allocate memory from
2261                  * the same cache which they are a constructor for.
2262                  * Otherwise, deadlock. They must also be threaded.
2263                  */
2264                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2265                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2266                                      ctor_flags);
2267
2268                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2269                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2270                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2271                                            " end of an object");
2272                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2273                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2274                                            " start of an object");
2275                 }
2276                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)
2277                     && cachep->flags & SLAB_POISON)
2278                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2279                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2280 #else
2281                 if (cachep->ctor)
2282                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2283 #endif
2284                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2285         }
2286         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2287         slabp->free = 0;
2288 }
2289
2290 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2291 {
2292         if (flags & SLAB_DMA) {
2293                 if (!(cachep->gfpflags & GFP_DMA))
2294                         BUG();
2295         } else {
2296                 if (cachep->gfpflags & GFP_DMA)
2297                         BUG();
2298         }
2299 }
2300
2301 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp, int nodeid)
2302 {
2303         void *objp = slabp->s_mem + (slabp->free * cachep->buffer_size);
2304         kmem_bufctl_t next;
2305
2306         slabp->inuse++;
2307         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2308 #if DEBUG
2309         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2310         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2311 #endif
2312         slabp->free = next;
2313
2314         return objp;
2315 }
2316
2317 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp, void *objp,
2318                           int nodeid)
2319 {
2320         unsigned int objnr = (unsigned)(objp-slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2321
2322 #if DEBUG
2323         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2324         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2325
2326         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] != BUFCTL_FREE) {
2327                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2328                        "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2329                 BUG();
2330         }
2331 #endif
2332         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2333         slabp->free = objnr;
2334         slabp->inuse--;
2335 }
2336
2337 static void set_slab_attr(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp, void *objp)
2338 {
2339         int i;
2340         struct page *page;
2341
2342         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
2343         i = 1 << cachep->gfporder;
2344         page = virt_to_page(objp);
2345         do {
2346                 page_set_cache(page, cachep);
2347                 page_set_slab(page, slabp);
2348                 page++;
2349         } while (--i);
2350 }
2351
2352 /*
2353  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2354  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2355  */
2356 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2357 {
2358         struct slab *slabp;
2359         void *objp;
2360         size_t offset;
2361         gfp_t local_flags;
2362         unsigned long ctor_flags;
2363         struct kmem_list3 *l3;
2364
2365         /* Be lazy and only check for valid flags here,
2366          * keeping it out of the critical path in kmem_cache_alloc().
2367          */
2368         if (flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW))
2369                 BUG();
2370         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2371                 return 0;
2372
2373         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2374         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2375         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2376                 /*
2377                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2378                  * this - it might need to know...
2379                  */
2380                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2381
2382         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2383         check_irq_off();
2384         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2385         spin_lock(&l3->list_lock);
2386
2387         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2388         offset = l3->colour_next;
2389         l3->colour_next++;
2390         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2391                 l3->colour_next = 0;
2392         spin_unlock(&l3->list_lock);
2393
2394         offset *= cachep->colour_off;
2395
2396         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2397                 local_irq_enable();
2398
2399         /*
2400          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2401          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2402          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2403          * will eventually be caught here (where it matters).
2404          */
2405         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2406
2407         /* Get mem for the objs.
2408          * Attempt to allocate a physical page from 'nodeid',
2409          */
2410         if (!(objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid)))
2411                 goto failed;
2412
2413         /* Get slab management. */
2414         if (!(slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags)))
2415                 goto opps1;
2416
2417         slabp->nodeid = nodeid;
2418         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
2419
2420         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2421
2422         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2423                 local_irq_disable();
2424         check_irq_off();
2425         spin_lock(&l3->list_lock);
2426
2427         /* Make slab active. */
2428         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2429         STATS_INC_GROWN(cachep);
2430         l3->free_objects += cachep->num;
2431         spin_unlock(&l3->list_lock);
2432         return 1;
2433       opps1:
2434         kmem_freepages(cachep, objp);
2435       failed:
2436         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2437                 local_irq_disable();
2438         return 0;
2439 }
2440
2441 #if DEBUG
2442
2443 /*
2444  * Perform extra freeing checks:
2445  * - detect bad pointers.
2446  * - POISON/RED_ZONE checking
2447  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2448  */
2449 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2450 {
2451         struct page *page;
2452
2453         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2454                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2455                        (unsigned long)objp);
2456                 BUG();
2457         }
2458         page = virt_to_page(objp);
2459         if (!PageSlab(page)) {
2460                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2461                        (unsigned long)objp);
2462                 BUG();
2463         }
2464 }
2465
2466 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2467                                    void *caller)
2468 {
2469         struct page *page;
2470         unsigned int objnr;
2471         struct slab *slabp;
2472
2473         objp -= obj_offset(cachep);
2474         kfree_debugcheck(objp);
2475         page = virt_to_page(objp);
2476
2477         if (page_get_cache(page) != cachep) {
2478                 printk(KERN_ERR
2479                        "mismatch in kmem_cache_free: expected cache %p, got %p\n",
2480                        page_get_cache(page), cachep);
2481                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
2482                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", page_get_cache(page),
2483                        page_get_cache(page)->name);
2484                 WARN_ON(1);
2485         }
2486         slabp = page_get_slab(page);
2487
2488         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2489                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE
2490                     || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
2491                         slab_error(cachep,
2492                                    "double free, or memory outside"
2493                                    " object was overwritten");
2494                         printk(KERN_ERR
2495                                "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2496                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2497                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2498                 }
2499                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2500                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2501         }
2502         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2503                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2504
2505         objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2506
2507         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2508         BUG_ON(objp != slabp->s_mem + objnr * cachep->buffer_size);
2509
2510         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2511                 /* Need to call the slab's constructor so the
2512                  * caller can perform a verify of its state (debugging).
2513                  * Called without the cache-lock held.
2514                  */
2515                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2516                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2517         }
2518         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2519                 /* we want to cache poison the object,
2520                  * call the destruction callback
2521                  */
2522                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2523         }
2524         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2525 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2526                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2527                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2528                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2529                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2530                 } else {
2531                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2532                 }
2533 #else
2534                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2535 #endif
2536         }
2537         return objp;
2538 }
2539
2540 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2541 {
2542         kmem_bufctl_t i;
2543         int entries = 0;
2544
2545         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2546         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2547                 entries++;
2548                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2549                         goto bad;
2550         }
2551         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2552               bad:
2553                 printk(KERN_ERR
2554                        "slab: Internal list corruption detected in cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2555                        cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2556                 for (i = 0;
2557                      i < sizeof(slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2558                      i++) {
2559                         if ((i % 16) == 0)
2560                                 printk("\n%03x:", i);
2561                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2562                 }
2563                 printk("\n");
2564                 BUG();
2565         }
2566 }
2567 #else
2568 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2569 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2570 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2571 #endif
2572
2573 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2574 {
2575         int batchcount;
2576         struct kmem_list3 *l3;
2577         struct array_cache *ac;
2578
2579         check_irq_off();
2580         ac = cpu_cache_get(cachep);
2581       retry:
2582         batchcount = ac->batchcount;
2583         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2584                 /* if there was little recent activity on this
2585                  * cache, then perform only a partial refill.
2586                  * Otherwise we could generate refill bouncing.
2587                  */
2588                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2589         }
2590         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2591
2592         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2593         spin_lock(&l3->list_lock);
2594
2595         if (l3->shared) {
2596                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2597                 if (shared_array->avail) {
2598                         if (batchcount > shared_array->avail)
2599                                 batchcount = shared_array->avail;
2600                         shared_array->avail -= batchcount;
2601                         ac->avail = batchcount;
2602                         memcpy(ac->entry,
2603                                &(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2604                                sizeof(void *) * batchcount);
2605                         shared_array->touched = 1;
2606                         goto alloc_done;
2607                 }
2608         }
2609         while (batchcount > 0) {
2610                 struct list_head *entry;
2611                 struct slab *slabp;
2612                 /* Get slab alloc is to come from. */
2613                 entry = l3->slabs_partial.next;
2614                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2615                         l3->free_touched = 1;
2616                         entry = l3->slabs_free.next;
2617                         if (entry == &l3->slabs_free)
2618                                 goto must_grow;
2619                 }
2620
2621                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2622                 check_slabp(cachep, slabp);
2623                 check_spinlock_acquired(cachep);
2624                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2625                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2626                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2627                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2628
2629                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2630                                                             numa_node_id());
2631                 }
2632                 check_slabp(cachep, slabp);
2633
2634                 /* move slabp to correct slabp list: */
2635                 list_del(&slabp->list);
2636                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2637                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2638                 else
2639                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2640         }
2641
2642       must_grow:
2643         l3->free_objects -= ac->avail;
2644       alloc_done:
2645         spin_unlock(&l3->list_lock);
2646
2647         if (unlikely(!ac->avail)) {
2648                 int x;
2649                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2650
2651                 // cache_grow can reenable interrupts, then ac could change.
2652                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2653                 if (!x && ac->avail == 0)       // no objects in sight? abort
2654                         return NULL;
2655
2656                 if (!ac->avail) // objects refilled by interrupt?
2657                         goto retry;
2658         }
2659         ac->touched = 1;
2660         return ac->entry[--ac->avail];
2661 }
2662
2663 static inline void
2664 cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2665 {
2666         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2667 #if DEBUG
2668         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2669 #endif
2670 }
2671
2672 #if DEBUG
2673 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2674                                         void *objp, void *caller)
2675 {
2676         if (!objp)
2677                 return objp;
2678         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2679 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2680                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2681                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2682                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2683                 else
2684                         check_poison_obj(cachep, objp);
2685 #else
2686                 check_poison_obj(cachep, objp);
2687 #endif
2688                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2689         }
2690         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2691                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2692
2693         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2694                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE
2695                     || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2696                         slab_error(cachep,
2697                                    "double free, or memory outside"
2698                                    " object was overwritten");
2699                         printk(KERN_ERR
2700                                "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2701                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2702                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2703                 }
2704                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2705                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2706         }
2707         objp += obj_offset(cachep);
2708         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2709                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2710
2711                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2712                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2713
2714                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2715         }
2716         return objp;
2717 }
2718 #else
2719 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2720 #endif
2721
2722 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2723 {
2724         void *objp;
2725         struct array_cache *ac;
2726
2727 #ifdef CONFIG_NUMA
2728         if (unlikely(current->mempolicy && !in_interrupt())) {
2729                 int nid = slab_node(current->mempolicy);
2730
2731                 if (nid != numa_node_id())
2732                         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid);
2733         }
2734 #endif
2735
2736         check_irq_off();
2737         ac = cpu_cache_get(cachep);
2738         if (likely(ac->avail)) {
2739                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2740                 ac->touched = 1;
2741                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2742         } else {
2743                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2744                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2745         }
2746         return objp;
2747 }
2748
2749 static __always_inline void *
2750 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
2751 {
2752         unsigned long save_flags;
2753         void *objp;
2754
2755         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2756
2757         local_irq_save(save_flags);
2758         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
2759         local_irq_restore(save_flags);
2760         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
2761                                             caller);
2762         prefetchw(objp);
2763         return objp;
2764 }
2765
2766 #ifdef CONFIG_NUMA
2767 /*
2768  * A interface to enable slab creation on nodeid
2769  */
2770 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2771 {
2772         struct list_head *entry;
2773         struct slab *slabp;
2774         struct kmem_list3 *l3;
2775         void *obj;
2776         int x;
2777
2778         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2779         BUG_ON(!l3);
2780
2781       retry:
2782         check_irq_off();
2783         spin_lock(&l3->list_lock);
2784         entry = l3->slabs_partial.next;
2785         if (entry == &l3->slabs_partial) {
2786                 l3->free_touched = 1;
2787                 entry = l3->slabs_free.next;
2788                 if (entry == &l3->slabs_free)
2789                         goto must_grow;
2790         }
2791
2792         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2793         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
2794         check_slabp(cachep, slabp);
2795
2796         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
2797         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2798         STATS_SET_HIGH(cachep);
2799
2800         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
2801
2802         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
2803         check_slabp(cachep, slabp);
2804         l3->free_objects--;
2805         /* move slabp to correct slabp list: */
2806         list_del(&slabp->list);
2807
2808         if (slabp->free == BUFCTL_END) {
2809                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2810         } else {
2811                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2812         }
2813
2814         spin_unlock(&l3->list_lock);
2815         goto done;
2816
2817       must_grow:
2818         spin_unlock(&l3->list_lock);
2819         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
2820
2821         if (!x)
2822                 return NULL;
2823
2824         goto retry;
2825       done:
2826         return obj;
2827 }
2828 #endif
2829
2830 /*
2831  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
2832  */
2833 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
2834                        int node)
2835 {
2836         int i;
2837         struct kmem_list3 *l3;
2838
2839         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
2840                 void *objp = objpp[i];
2841                 struct slab *slabp;
2842
2843                 slabp = virt_to_slab(objp);
2844                 l3 = cachep->nodelists[node];
2845                 list_del(&slabp->list);
2846                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
2847                 check_slabp(cachep, slabp);
2848                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
2849                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
2850                 l3->free_objects++;
2851                 check_slabp(cachep, slabp);
2852
2853                 /* fixup slab chains */
2854                 if (slabp->inuse == 0) {
2855                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
2856                                 l3->free_objects -= cachep->num;
2857                                 slab_destroy(cachep, slabp);
2858                         } else {
2859                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
2860                         }
2861                 } else {
2862                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
2863                          * partial list on free - maximum time for the
2864                          * other objects to be freed, too.
2865                          */
2866                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2867                 }
2868         }
2869 }
2870
2871 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
2872 {
2873         int batchcount;
2874         struct kmem_list3 *l3;
2875         int node = numa_node_id();
2876
2877         batchcount = ac->batchcount;
2878 #if DEBUG
2879         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
2880 #endif
2881         check_irq_off();
2882         l3 = cachep->nodelists[node];
2883         spin_lock(&l3->list_lock);
2884         if (l3->shared) {
2885                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2886                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
2887                 if (max) {
2888                         if (batchcount > max)
2889                                 batchcount = max;
2890                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2891                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
2892                         shared_array->avail += batchcount;
2893                         goto free_done;
2894                 }
2895         }
2896
2897         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
2898       free_done:
2899 #if STATS
2900         {
2901                 int i = 0;
2902                 struct list_head *p;
2903
2904                 p = l3->slabs_free.next;
2905                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
2906                         struct slab *slabp;
2907
2908                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2909                         BUG_ON(slabp->inuse);
2910
2911                         i++;
2912                         p = p->next;
2913                 }
2914                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
2915         }
2916 #endif
2917         spin_unlock(&l3->list_lock);
2918         ac->avail -= batchcount;
2919         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]),
2920                 sizeof(void *) * ac->avail);
2921 }
2922
2923 /*
2924  * __cache_free
2925  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed
2926  * state, it must be in this state _before_ it is released.
2927  *
2928  * Called with disabled ints.
2929  */
2930 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
2931 {
2932         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
2933
2934         check_irq_off();
2935         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
2936
2937         /* Make sure we are not freeing a object from another
2938          * node to the array cache on this cpu.
2939          */
2940 #ifdef CONFIG_NUMA
2941         {
2942                 struct slab *slabp;
2943                 slabp = virt_to_slab(objp);
2944                 if (unlikely(slabp->nodeid != numa_node_id())) {
2945                         struct array_cache *alien = NULL;
2946                         int nodeid = slabp->nodeid;
2947                         struct kmem_list3 *l3 =
2948                             cachep->nodelists[numa_node_id()];
2949
2950                         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
2951                         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
2952                                 alien = l3->alien[nodeid];
2953                                 spin_lock(&alien->lock);
2954                                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit))
2955                                         __drain_alien_cache(cachep,
2956                                                             alien, nodeid);
2957                                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
2958                                 spin_unlock(&alien->lock);
2959                         } else {
2960                                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
2961                                           list_lock);
2962                                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
2963                                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
2964                                             list_lock);
2965                         }
2966                         return;
2967                 }
2968         }
2969 #endif
2970         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
2971                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
2972                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
2973                 return;
2974         } else {
2975                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
2976                 cache_flusharray(cachep, ac);
2977                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
2978         }
2979 }
2980
2981 /**
2982  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
2983  * @cachep: The cache to allocate from.
2984  * @flags: See kmalloc().
2985  *
2986  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
2987  * if the cache has no available objects.
2988  */
2989 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2990 {
2991         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
2992 }
2993 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2994
2995 /**
2996  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
2997  *      be a slab entry.
2998  * @cachep: the cache we're checking against
2999  * @ptr: pointer to validate
3000  *
3001  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3002  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3003  * part of the slab cache in question, but it at least
3004  * validates that the pointer can be dereferenced and
3005  * looks half-way sane.
3006  *
3007  * Currently only used for dentry validation.
3008  */
3009 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3010 {
3011         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3012         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3013         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3014         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3015         struct page *page;
3016
3017         if (unlikely(addr < min_addr))
3018                 goto out;
3019         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3020                 goto out;
3021         if (unlikely(addr & align_mask))
3022                 goto out;
3023         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3024                 goto out;
3025         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3026                 goto out;
3027         page = virt_to_page(ptr);
3028         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3029                 goto out;
3030         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3031                 goto out;
3032         return 1;
3033       out:
3034         return 0;
3035 }
3036
3037 #ifdef CONFIG_NUMA
3038 /**
3039  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3040  * @cachep: The cache to allocate from.
3041  * @flags: See kmalloc().
3042  * @nodeid: node number of the target node.
3043  *
3044  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3045  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3046  * can improve the performance for cpu bound structures.
3047  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3048  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3049  */
3050 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3051 {
3052         unsigned long save_flags;
3053         void *ptr;
3054
3055         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3056         local_irq_save(save_flags);
3057
3058         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3059             !cachep->nodelists[nodeid])
3060                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3061         else
3062                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3063         local_irq_restore(save_flags);
3064
3065         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3066                                            __builtin_return_address(0));
3067
3068         return ptr;
3069 }
3070 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3071
3072 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3073 {
3074         struct kmem_cache *cachep;
3075
3076         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3077         if (unlikely(cachep == NULL))
3078                 return NULL;
3079         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3080 }
3081 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
3082 #endif
3083
3084 /**
3085  * kmalloc - allocate memory
3086  * @size: how many bytes of memory are required.
3087  * @flags: the type of memory to allocate.
3088  *
3089  * kmalloc is the normal method of allocating memory
3090  * in the kernel.
3091  *
3092  * The @flags argument may be one of:
3093  *
3094  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
3095  *
3096  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
3097  *
3098  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
3099  *
3100  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
3101  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
3102  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
3103  * from the first 16MB.
3104  */
3105 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3106                                           void *caller)
3107 {
3108         struct kmem_cache *cachep;
3109
3110         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3111          * __ with kmem_.
3112          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3113          * functions.
3114          */
3115         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3116         if (unlikely(cachep == NULL))
3117                 return NULL;
3118         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3119 }
3120
3121 #ifndef CONFIG_DEBUG_SLAB
3122
3123 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3124 {
3125         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3126 }
3127 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3128
3129 #else
3130
3131 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3132 {
3133         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3134 }
3135 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3136
3137 #endif
3138
3139 #ifdef CONFIG_SMP
3140 /**
3141  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
3142  * cpu in the system, zeroing them.
3143  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
3144  *
3145  * @size: how many bytes of memory are required.
3146  */
3147 void *__alloc_percpu(size_t size)
3148 {
3149         int i;
3150         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof(*pdata), GFP_KERNEL);
3151
3152         if (!pdata)
3153                 return NULL;
3154
3155         /*
3156          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
3157          * and we have no way of figuring out how to fix the array
3158          * that we have allocated then....
3159          */
3160         for_each_cpu(i) {
3161                 int node = cpu_to_node(i);
3162
3163                 if (node_online(node))
3164                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
3165                 else
3166                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
3167
3168                 if (!pdata->ptrs[i])
3169                         goto unwind_oom;
3170                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
3171         }
3172
3173         /* Catch derefs w/o wrappers */
3174         return (void *)(~(unsigned long)pdata);
3175
3176       unwind_oom:
3177         while (--i >= 0) {
3178                 if (!cpu_possible(i))
3179                         continue;
3180                 kfree(pdata->ptrs[i]);
3181         }
3182         kfree(pdata);
3183         return NULL;
3184 }
3185 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
3186 #endif
3187
3188 /**
3189  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3190  * @cachep: The cache the allocation was from.
3191  * @objp: The previously allocated object.
3192  *
3193  * Free an object which was previously allocated from this
3194  * cache.
3195  */
3196 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3197 {
3198         unsigned long flags;
3199
3200         local_irq_save(flags);
3201         __cache_free(cachep, objp);
3202         local_irq_restore(flags);
3203 }
3204 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3205
3206 /**
3207  * kfree - free previously allocated memory
3208  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3209  *
3210  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3211  *
3212  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3213  * or you will run into trouble.
3214  */
3215 void kfree(const void *objp)
3216 {
3217         struct kmem_cache *c;
3218         unsigned long flags;
3219
3220         if (unlikely(!objp))
3221                 return;
3222         local_irq_save(flags);
3223         kfree_debugcheck(objp);
3224         c = virt_to_cache(objp);
3225         mutex_debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3226         __cache_free(c, (void *)objp);
3227         local_irq_restore(flags);
3228 }
3229 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3230
3231 #ifdef CONFIG_SMP
3232 /**
3233  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3234  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3235  *
3236  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3237  * The complemented objp is to check for that.
3238  */
3239 void free_percpu(const void *objp)
3240 {
3241         int i;
3242         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *)(~(unsigned long)objp);
3243
3244         /*
3245          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3246          */
3247         for_each_cpu(i)
3248             kfree(p->ptrs[i]);
3249         kfree(p);
3250 }
3251 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3252 #endif
3253
3254 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3255 {
3256         return obj_size(cachep);
3257 }
3258 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3259
3260 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3261 {
3262         return cachep->name;
3263 }
3264 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3265
3266 /*
3267  * This initializes kmem_list3 for all nodes.
3268  */
3269 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3270 {
3271         int node;
3272         struct kmem_list3 *l3;
3273         int err = 0;
3274
3275         for_each_online_node(node) {
3276                 struct array_cache *nc = NULL, *new;
3277                 struct array_cache **new_alien = NULL;
3278 #ifdef CONFIG_NUMA
3279                 if (!(new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit)))
3280                         goto fail;
3281 #endif
3282                 if (!(new = alloc_arraycache(node, (cachep->shared *
3283                                                     cachep->batchcount),
3284                                              0xbaadf00d)))
3285                         goto fail;
3286                 if ((l3 = cachep->nodelists[node])) {
3287
3288                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3289
3290                         if ((nc = cachep->nodelists[node]->shared))
3291                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
3292
3293                         l3->shared = new;
3294                         if (!cachep->nodelists[node]->alien) {
3295                                 l3->alien = new_alien;
3296                                 new_alien = NULL;
3297                         }
3298                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3299                             cachep->batchcount + cachep->num;
3300                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3301                         kfree(nc);
3302                         free_alien_cache(new_alien);
3303                         continue;
3304                 }
3305                 if (!(l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
3306                                         GFP_KERNEL, node)))
3307                         goto fail;
3308
3309                 kmem_list3_init(l3);
3310                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3311                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3312                 l3->shared = new;
3313                 l3->alien = new_alien;
3314                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3315                     cachep->batchcount + cachep->num;
3316                 cachep->nodelists[node] = l3;
3317         }
3318         return err;
3319       fail:
3320         err = -ENOMEM;
3321         return err;
3322 }
3323
3324 struct ccupdate_struct {
3325         struct kmem_cache *cachep;
3326         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3327 };
3328
3329 static void do_ccupdate_local(void *info)
3330 {
3331         struct ccupdate_struct *new = (struct ccupdate_struct *)info;
3332         struct array_cache *old;
3333
3334         check_irq_off();
3335         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3336
3337         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3338         new->new[smp_processor_id()] = old;
3339 }
3340
3341 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit, int batchcount,
3342                             int shared)
3343 {
3344         struct ccupdate_struct new;
3345         int i, err;
3346
3347         memset(&new.new, 0, sizeof(new.new));
3348         for_each_online_cpu(i) {
3349                 new.new[i] =
3350                     alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit, batchcount);
3351                 if (!new.new[i]) {
3352                         for (i--; i >= 0; i--)
3353                                 kfree(new.new[i]);
3354                         return -ENOMEM;
3355                 }
3356         }
3357         new.cachep = cachep;
3358
3359         smp_call_function_all_cpus(do_ccupdate_local, (void *)&new);
3360
3361         check_irq_on();
3362         spin_lock(&cachep->spinlock);
3363         cachep->batchcount = batchcount;
3364         cachep->limit = limit;
3365         cachep->shared = shared;
3366         spin_unlock(&cachep->spinlock);
3367
3368         for_each_online_cpu(i) {
3369                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3370                 if (!ccold)
3371                         continue;
3372                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3373                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3374                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3375                 kfree(ccold);
3376         }
3377
3378         err = alloc_kmemlist(cachep);
3379         if (err) {
3380                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3381                        cachep->name, -err);
3382                 BUG();
3383         }
3384         return 0;
3385 }
3386
3387 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3388 {
3389         int err;
3390         int limit, shared;
3391
3392         /* The head array serves three purposes:
3393          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3394          * - reduce the number of spinlock operations.
3395          * - reduce the number of linked list operations on the slab and 
3396          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3397          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3398          * Bonwick.
3399          */
3400         if (cachep->buffer_size > 131072)
3401                 limit = 1;
3402         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3403                 limit = 8;
3404         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3405                 limit = 24;
3406         else if (cachep->buffer_size > 256)
3407                 limit = 54;
3408         else
3409                 limit = 120;
3410
3411         /* Cpu bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3412          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3413          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3414          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3415          * replaces Bonwick's magazine layer.
3416          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3417          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3418          */
3419         shared = 0;
3420 #ifdef CONFIG_SMP
3421         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3422                 shared = 8;
3423 #endif
3424
3425 #if DEBUG
3426         /* With debugging enabled, large batchcount lead to excessively
3427          * long periods with disabled local interrupts. Limit the 
3428          * batchcount
3429          */
3430         if (limit > 32)
3431                 limit = 32;
3432 #endif
3433         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3434         if (err)
3435                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3436                        cachep->name, -err);
3437 }
3438
3439 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
3440                                 int force, int node)
3441 {
3442         int tofree;
3443
3444         check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3445         if (ac->touched && !force) {
3446                 ac->touched = 0;
3447         } else if (ac->avail) {
3448                 tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3449                 if (tofree > ac->avail) {
3450                         tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3451                 }
3452                 free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3453                 ac->avail -= tofree;
3454                 memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3455                         sizeof(void *) * ac->avail);
3456         }
3457 }
3458
3459 /**
3460  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3461  * @unused: unused parameter
3462  *
3463  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3464  * Purpose:
3465  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3466  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3467  *
3468  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll
3469  * try again on the next iteration.
3470  */
3471 static void cache_reap(void *unused)
3472 {
3473         struct list_head *walk;
3474         struct kmem_list3 *l3;
3475
3476         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3477                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3478                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3479                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3480                 return;
3481         }
3482
3483         list_for_each(walk, &cache_chain) {
3484                 struct kmem_cache *searchp;
3485                 struct list_head *p;
3486                 int tofree;
3487                 struct slab *slabp;
3488
3489                 searchp = list_entry(walk, struct kmem_cache, next);
3490
3491                 if (searchp->flags & SLAB_NO_REAP)
3492                         goto next;
3493
3494                 check_irq_on();
3495
3496                 l3 = searchp->nodelists[numa_node_id()];
3497                 if (l3->alien)
3498                         drain_alien_cache(searchp, l3->alien);
3499                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3500
3501                 drain_array_locked(searchp, cpu_cache_get(searchp), 0,
3502                                    numa_node_id());
3503
3504                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3505                         goto next_unlock;
3506
3507                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3508
3509                 if (l3->shared)
3510                         drain_array_locked(searchp, l3->shared, 0,
3511                                            numa_node_id());
3512
3513                 if (l3->free_touched) {
3514                         l3->free_touched = 0;
3515                         goto next_unlock;
3516                 }
3517
3518                 tofree =
3519                     (l3->free_limit + 5 * searchp->num -
3520                      1) / (5 * searchp->num);
3521                 do {
3522                         p = l3->slabs_free.next;
3523                         if (p == &(l3->slabs_free))
3524                                 break;
3525
3526                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3527                         BUG_ON(slabp->inuse);
3528                         list_del(&slabp->list);
3529                         STATS_INC_REAPED(searchp);
3530
3531                         /* Safe to drop the lock. The slab is no longer
3532                          * linked to the cache.
3533                          * searchp cannot disappear, we hold
3534                          * cache_chain_lock
3535                          */
3536                         l3->free_objects -= searchp->num;
3537                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3538                         slab_destroy(searchp, slabp);
3539                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3540                 } while (--tofree > 0);
3541               next_unlock:
3542                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3543               next:
3544                 cond_resched();
3545         }
3546         check_irq_on();
3547         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3548         drain_remote_pages();
3549         /* Setup the next iteration */
3550         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3551 }
3552
3553 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3554
3555 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3556 {
3557         /*
3558          * Output format version, so at least we can change it
3559          * without _too_ many complaints.
3560          */
3561 #if STATS
3562         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3563 #else
3564         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3565 #endif
3566         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3567                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3568         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3569         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3570 #if STATS
3571         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3572                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees>");
3573         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3574 #endif
3575         seq_putc(m, '\n');
3576 }
3577
3578 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3579 {
3580         loff_t n = *pos;
3581         struct list_head *p;
3582
3583         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3584         if (!n)
3585                 print_slabinfo_header(m);
3586         p = cache_chain.next;
3587         while (n--) {
3588                 p = p->next;
3589                 if (p == &cache_chain)
3590                         return NULL;
3591         }
3592         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3593 }
3594
3595 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3596 {
3597         struct kmem_cache *cachep = p;
3598         ++*pos;
3599         return cachep->next.next == &cache_chain ? NULL
3600             : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3601 }
3602
3603 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3604 {
3605         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3606 }
3607
3608 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3609 {
3610         struct kmem_cache *cachep = p;
3611         struct list_head *q;
3612         struct slab *slabp;
3613         unsigned long active_objs;
3614         unsigned long num_objs;
3615         unsigned long active_slabs = 0;
3616         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3617         const char *name;
3618         char *error = NULL;
3619         int node;
3620         struct kmem_list3 *l3;
3621
3622         spin_lock(&cachep->spinlock);
3623         active_objs = 0;
3624         num_slabs = 0;
3625         for_each_online_node(node) {
3626                 l3 = cachep->nodelists[node];
3627                 if (!l3)
3628                         continue;
3629
3630                 check_irq_on();
3631                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3632
3633                 list_for_each(q, &l3->slabs_full) {
3634                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3635                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3636                                 error = "slabs_full accounting error";
3637                         active_objs += cachep->num;
3638                         active_slabs++;
3639                 }
3640                 list_for_each(q, &l3->slabs_partial) {
3641                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3642                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3643                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3644                         if (!slabp->inuse && !error)
3645                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3646                         active_objs += slabp->inuse;
3647                         active_slabs++;
3648                 }
3649                 list_for_each(q, &l3->slabs_free) {
3650                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3651                         if (slabp->inuse && !error)
3652                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3653                         num_slabs++;
3654                 }
3655                 free_objects += l3->free_objects;
3656                 if (l3->shared)
3657                         shared_avail += l3->shared->avail;
3658
3659                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3660         }
3661         num_slabs += active_slabs;
3662         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3663         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3664                 error = "free_objects accounting error";
3665
3666         name = cachep->name;
3667         if (error)
3668                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3669
3670         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3671                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3672                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3673         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3674                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3675         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3676                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3677 #if STATS
3678         {                       /* list3 stats */
3679                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3680                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3681                 unsigned long grown = cachep->grown;
3682                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3683                 unsigned long errors = cachep->errors;
3684                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3685                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3686                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3687
3688                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3689                                 %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown, reaped, errors, max_freeable, node_allocs, node_frees);
3690         }
3691         /* cpu stats */
3692         {
3693                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3694                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3695                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3696                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3697
3698                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3699                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3700         }
3701 #endif
3702         seq_putc(m, '\n');
3703         spin_unlock(&cachep->spinlock);
3704         return 0;
3705 }
3706
3707 /*
3708  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3709  *
3710  * Output layout:
3711  * cache-name
3712  * num-active-objs
3713  * total-objs
3714  * object size
3715  * num-active-slabs
3716  * total-slabs
3717  * num-pages-per-slab
3718  * + further values on SMP and with statistics enabled
3719  */
3720
3721 struct seq_operations slabinfo_op = {
3722         .start = s_start,
3723         .next = s_next,
3724         .stop = s_stop,
3725         .show = s_show,
3726 };
3727
3728 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3729 /**
3730  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3731  * @file: unused
3732  * @buffer: user buffer
3733  * @count: data length
3734  * @ppos: unused
3735  */
3736 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
3737                        size_t count, loff_t *ppos)
3738 {
3739         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
3740         int limit, batchcount, shared, res;
3741         struct list_head *p;
3742
3743         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3744                 return -EINVAL;
3745         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3746                 return -EFAULT;
3747         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
3748
3749         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3750         if (!tmp)
3751                 return -EINVAL;
3752         *tmp = '\0';
3753         tmp++;
3754         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3755                 return -EINVAL;
3756
3757         /* Find the cache in the chain of caches. */
3758         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3759         res = -EINVAL;
3760         list_for_each(p, &cache_chain) {
3761                 struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache,
3762                                                        next);
3763
3764                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3765                         if (limit < 1 ||
3766                             batchcount < 1 ||
3767                             batchcount > limit || shared < 0) {
3768                                 res = 0;
3769                         } else {
3770                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
3771                                                        batchcount, shared);
3772                         }
3773                         break;
3774                 }
3775         }
3776         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3777         if (res >= 0)
3778                 res = count;
3779         return res;
3780 }
3781 #endif
3782
3783 /**
3784  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
3785  * @objp: Pointer to the object
3786  *
3787  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
3788  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
3789  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
3790  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
3791  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
3792  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
3793  * must not be freed during the duration of the call.
3794  */
3795 unsigned int ksize(const void *objp)
3796 {
3797         if (unlikely(objp == NULL))
3798                 return 0;
3799
3800         return obj_size(virt_to_cache(objp));
3801 }