Merge branch 'sundance'
[linux-2.6] / 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         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1721
1722         list_for_each(p, &cache_chain) {
1723                 struct kmem_cache *pc = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
1724                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
1725                 char tmp;
1726                 int res;
1727
1728                 /*
1729                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
1730                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
1731                  * area of the module.  Print a warning.
1732                  */
1733                 set_fs(KERNEL_DS);
1734                 res = __get_user(tmp, pc->name);
1735                 set_fs(old_fs);
1736                 if (res) {
1737                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
1738                                pc->buffer_size);
1739                         continue;
1740                 }
1741
1742                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
1743                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
1744                         dump_stack();
1745                         goto oops;
1746                 }
1747         }
1748
1749 #if DEBUG
1750         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1751         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1752                 /* No constructor, but inital state check requested */
1753                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1754                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1755                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1756         }
1757 #if FORCED_DEBUG
1758         /*
1759          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1760          * large objects, if the increased size would increase the object size
1761          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1762          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1763          */
1764         if ((size < 4096
1765              || fls(size - 1) == fls(size - 1 + 3 * BYTES_PER_WORD)))
1766                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
1767         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1768                 flags |= SLAB_POISON;
1769 #endif
1770         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1771                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
1772 #endif
1773         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1774                 BUG_ON(dtor);
1775
1776         /*
1777          * Always checks flags, a caller might be expecting debug
1778          * support which isn't available.
1779          */
1780         if (flags & ~CREATE_MASK)
1781                 BUG();
1782
1783         /* Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1784          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1785          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1786          */
1787         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
1788                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
1789                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
1790         }
1791
1792         /* calculate out the final buffer alignment: */
1793         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
1794         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1795                 /* Default alignment: as specified by the arch code.
1796                  * Except if an object is really small, then squeeze multiple
1797                  * objects into one cacheline.
1798                  */
1799                 ralign = cache_line_size();
1800                 while (size <= ralign / 2)
1801                         ralign /= 2;
1802         } else {
1803                 ralign = BYTES_PER_WORD;
1804         }
1805         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
1806         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
1807                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1808                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1809                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1810         }
1811         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
1812         if (ralign < align) {
1813                 ralign = align;
1814                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1815                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1816         }
1817         /* 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
1818          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
1819          */
1820         align = ralign;
1821
1822         /* Get cache's description obj. */
1823         cachep = kmem_cache_alloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
1824         if (!cachep)
1825                 goto oops;
1826         memset(cachep, 0, sizeof(struct kmem_cache));
1827
1828 #if DEBUG
1829         cachep->obj_size = size;
1830
1831         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1832                 /* redzoning only works with word aligned caches */
1833                 align = BYTES_PER_WORD;
1834
1835                 /* add space for red zone words */
1836                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
1837                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
1838         }
1839         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
1840                 /* user store requires word alignment and
1841                  * one word storage behind the end of the real
1842                  * object.
1843                  */
1844                 align = BYTES_PER_WORD;
1845                 size += BYTES_PER_WORD;
1846         }
1847 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
1848         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
1849             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
1850                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
1851                 size = PAGE_SIZE;
1852         }
1853 #endif
1854 #endif
1855
1856         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
1857         if (size >= (PAGE_SIZE >> 3))
1858                 /*
1859                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
1860                  * off-slab (should allow better packing of objs).
1861                  */
1862                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
1863
1864         size = ALIGN(size, align);
1865
1866         if ((flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) && size <= PAGE_SIZE) {
1867                 /*
1868                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1869                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1870                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1871                  */
1872                 cachep->gfporder = 0;
1873                 cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1874                                &left_over, &cachep->num);
1875         } else
1876                 left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
1877
1878         if (!cachep->num) {
1879                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
1880                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1881                 cachep = NULL;
1882                 goto oops;
1883         }
1884         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
1885                           + sizeof(struct slab), align);
1886
1887         /*
1888          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1889          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1890          */
1891         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
1892                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
1893                 left_over -= slab_size;
1894         }
1895
1896         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1897                 /* really off slab. No need for manual alignment */
1898                 slab_size =
1899                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
1900         }
1901
1902         cachep->colour_off = cache_line_size();
1903         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
1904         if (cachep->colour_off < align)
1905                 cachep->colour_off = align;
1906         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
1907         cachep->slab_size = slab_size;
1908         cachep->flags = flags;
1909         cachep->gfpflags = 0;
1910         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
1911                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
1912         spin_lock_init(&cachep->spinlock);
1913         cachep->buffer_size = size;
1914
1915         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
1916                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
1917         cachep->ctor = ctor;
1918         cachep->dtor = dtor;
1919         cachep->name = name;
1920
1921         /* Don't let CPUs to come and go */
1922         lock_cpu_hotplug();
1923
1924         if (g_cpucache_up == FULL) {
1925                 enable_cpucache(cachep);
1926         } else {
1927                 if (g_cpucache_up == NONE) {
1928                         /* Note: the first kmem_cache_create must create
1929                          * the cache that's used by kmalloc(24), otherwise
1930                          * the creation of further caches will BUG().
1931                          */
1932                         cachep->array[smp_processor_id()] =
1933                             &initarray_generic.cache;
1934
1935                         /* If the cache that's used by
1936                          * kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is the first cache,
1937                          * then we need to set up all its list3s, otherwise
1938                          * the creation of further caches will BUG().
1939                          */
1940                         set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1941                         if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1942                                 g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1943                         else
1944                                 g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1945                 } else {
1946                         cachep->array[smp_processor_id()] =
1947                             kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1948
1949                         if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1950                                 set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1951                                 g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1952                         } else {
1953                                 int node;
1954                                 for_each_online_node(node) {
1955
1956                                         cachep->nodelists[node] =
1957                                             kmalloc_node(sizeof
1958                                                          (struct kmem_list3),
1959                                                          GFP_KERNEL, node);
1960                                         BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1961                                         kmem_list3_init(cachep->
1962                                                         nodelists[node]);
1963                                 }
1964                         }
1965                 }
1966                 cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1967                     jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1968                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1969
1970                 BUG_ON(!cpu_cache_get(cachep));
1971                 cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1972                 cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1973                 cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1974                 cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1975                 cachep->batchcount = 1;
1976                 cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1977         }
1978
1979         /* cache setup completed, link it into the list */
1980         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
1981         unlock_cpu_hotplug();
1982       oops:
1983         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
1984                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
1985                       name);
1986         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1987         return cachep;
1988 }
1989 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
1990
1991 #if DEBUG
1992 static void check_irq_off(void)
1993 {
1994         BUG_ON(!irqs_disabled());
1995 }
1996
1997 static void check_irq_on(void)
1998 {
1999         BUG_ON(irqs_disabled());
2000 }
2001
2002 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2003 {
2004 #ifdef CONFIG_SMP
2005         check_irq_off();
2006         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2007 #endif
2008 }
2009
2010 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2011 {
2012 #ifdef CONFIG_SMP
2013         check_irq_off();
2014         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2015 #endif
2016 }
2017
2018 #else
2019 #define check_irq_off() do { } while(0)
2020 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2021 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2022 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2023 #endif
2024
2025 /*
2026  * Waits for all CPUs to execute func().
2027  */
2028 static void smp_call_function_all_cpus(void (*func)(void *arg), void *arg)
2029 {
2030         check_irq_on();
2031         preempt_disable();
2032
2033         local_irq_disable();
2034         func(arg);
2035         local_irq_enable();
2036
2037         if (smp_call_function(func, arg, 1, 1))
2038                 BUG();
2039
2040         preempt_enable();
2041 }
2042
2043 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
2044                                 int force, int node);
2045
2046 static void do_drain(void *arg)
2047 {
2048         struct kmem_cache *cachep = (struct kmem_cache *) arg;
2049         struct array_cache *ac;
2050         int node = numa_node_id();
2051
2052         check_irq_off();
2053         ac = cpu_cache_get(cachep);
2054         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2055         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2056         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2057         ac->avail = 0;
2058 }
2059
2060 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2061 {
2062         struct kmem_list3 *l3;
2063         int node;
2064
2065         smp_call_function_all_cpus(do_drain, cachep);
2066         check_irq_on();
2067         for_each_online_node(node) {
2068                 l3 = cachep->nodelists[node];
2069                 if (l3) {
2070                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2071                         drain_array_locked(cachep, l3->shared, 1, node);
2072                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2073                         if (l3->alien)
2074                                 drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2075                 }
2076         }
2077 }
2078
2079 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node)
2080 {
2081         struct slab *slabp;
2082         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[node];
2083         int ret;
2084
2085         for (;;) {
2086                 struct list_head *p;
2087
2088                 p = l3->slabs_free.prev;
2089                 if (p == &l3->slabs_free)
2090                         break;
2091
2092                 slabp = list_entry(l3->slabs_free.prev, struct slab, list);
2093 #if DEBUG
2094                 if (slabp->inuse)
2095                         BUG();
2096 #endif
2097                 list_del(&slabp->list);
2098
2099                 l3->free_objects -= cachep->num;
2100                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2101                 slab_destroy(cachep, slabp);
2102                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2103         }
2104         ret = !list_empty(&l3->slabs_full) || !list_empty(&l3->slabs_partial);
2105         return ret;
2106 }
2107
2108 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2109 {
2110         int ret = 0, i = 0;
2111         struct kmem_list3 *l3;
2112
2113         drain_cpu_caches(cachep);
2114
2115         check_irq_on();
2116         for_each_online_node(i) {
2117                 l3 = cachep->nodelists[i];
2118                 if (l3) {
2119                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2120                         ret += __node_shrink(cachep, i);
2121                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2122                 }
2123         }
2124         return (ret ? 1 : 0);
2125 }
2126
2127 /**
2128  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2129  * @cachep: The cache to shrink.
2130  *
2131  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2132  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2133  */
2134 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2135 {
2136         if (!cachep || in_interrupt())
2137                 BUG();
2138
2139         return __cache_shrink(cachep);
2140 }
2141 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2142
2143 /**
2144  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2145  * @cachep: the cache to destroy
2146  *
2147  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2148  * Returns 0 on success.
2149  *
2150  * It is expected this function will be called by a module when it is
2151  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2152  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2153  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2154  *
2155  * The cache must be empty before calling this function.
2156  *
2157  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2158  * during the kmem_cache_destroy().
2159  */
2160 int kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2161 {
2162         int i;
2163         struct kmem_list3 *l3;
2164
2165         if (!cachep || in_interrupt())
2166                 BUG();
2167
2168         /* Don't let CPUs to come and go */
2169         lock_cpu_hotplug();
2170
2171         /* Find the cache in the chain of caches. */
2172         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2173         /*
2174          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2175          */
2176         list_del(&cachep->next);
2177         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2178
2179         if (__cache_shrink(cachep)) {
2180                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2181                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2182                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2183                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2184                 unlock_cpu_hotplug();
2185                 return 1;
2186         }
2187
2188         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2189                 synchronize_rcu();
2190
2191         for_each_online_cpu(i)
2192             kfree(cachep->array[i]);
2193
2194         /* NUMA: free the list3 structures */
2195         for_each_online_node(i) {
2196                 if ((l3 = cachep->nodelists[i])) {
2197                         kfree(l3->shared);
2198                         free_alien_cache(l3->alien);
2199                         kfree(l3);
2200                 }
2201         }
2202         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2203
2204         unlock_cpu_hotplug();
2205
2206         return 0;
2207 }
2208 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2209
2210 /* Get the memory for a slab management obj. */
2211 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2212                                    int colour_off, gfp_t local_flags)
2213 {
2214         struct slab *slabp;
2215
2216         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2217                 /* Slab management obj is off-slab. */
2218                 slabp = kmem_cache_alloc(cachep->slabp_cache, local_flags);
2219                 if (!slabp)
2220                         return NULL;
2221         } else {
2222                 slabp = objp + colour_off;
2223                 colour_off += cachep->slab_size;
2224         }
2225         slabp->inuse = 0;
2226         slabp->colouroff = colour_off;
2227         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2228
2229         return slabp;
2230 }
2231
2232 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2233 {
2234         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2235 }
2236
2237 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2238                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2239 {
2240         int i;
2241
2242         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2243                 void *objp = slabp->s_mem + cachep->buffer_size * i;
2244 #if DEBUG
2245                 /* need to poison the objs? */
2246                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2247                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2248                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2249                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2250
2251                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2252                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2253                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2254                 }
2255                 /*
2256                  * Constructors are not allowed to allocate memory from
2257                  * the same cache which they are a constructor for.
2258                  * Otherwise, deadlock. They must also be threaded.
2259                  */
2260                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2261                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2262                                      ctor_flags);
2263
2264                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2265                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2266                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2267                                            " end of an object");
2268                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2269                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2270                                            " start of an object");
2271                 }
2272                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)
2273                     && cachep->flags & SLAB_POISON)
2274                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2275                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2276 #else
2277                 if (cachep->ctor)
2278                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2279 #endif
2280                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2281         }
2282         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2283         slabp->free = 0;
2284 }
2285
2286 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2287 {
2288         if (flags & SLAB_DMA) {
2289                 if (!(cachep->gfpflags & GFP_DMA))
2290                         BUG();
2291         } else {
2292                 if (cachep->gfpflags & GFP_DMA)
2293                         BUG();
2294         }
2295 }
2296
2297 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp, int nodeid)
2298 {
2299         void *objp = slabp->s_mem + (slabp->free * cachep->buffer_size);
2300         kmem_bufctl_t next;
2301
2302         slabp->inuse++;
2303         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2304 #if DEBUG
2305         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2306         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2307 #endif
2308         slabp->free = next;
2309
2310         return objp;
2311 }
2312
2313 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp, void *objp,
2314                           int nodeid)
2315 {
2316         unsigned int objnr = (unsigned)(objp-slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2317
2318 #if DEBUG
2319         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2320         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2321
2322         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] != BUFCTL_FREE) {
2323                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2324                        "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2325                 BUG();
2326         }
2327 #endif
2328         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2329         slabp->free = objnr;
2330         slabp->inuse--;
2331 }
2332
2333 static void set_slab_attr(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp, void *objp)
2334 {
2335         int i;
2336         struct page *page;
2337
2338         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
2339         i = 1 << cachep->gfporder;
2340         page = virt_to_page(objp);
2341         do {
2342                 page_set_cache(page, cachep);
2343                 page_set_slab(page, slabp);
2344                 page++;
2345         } while (--i);
2346 }
2347
2348 /*
2349  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2350  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2351  */
2352 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2353 {
2354         struct slab *slabp;
2355         void *objp;
2356         size_t offset;
2357         gfp_t local_flags;
2358         unsigned long ctor_flags;
2359         struct kmem_list3 *l3;
2360
2361         /* Be lazy and only check for valid flags here,
2362          * keeping it out of the critical path in kmem_cache_alloc().
2363          */
2364         if (flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW))
2365                 BUG();
2366         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2367                 return 0;
2368
2369         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2370         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2371         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2372                 /*
2373                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2374                  * this - it might need to know...
2375                  */
2376                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2377
2378         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2379         check_irq_off();
2380         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2381         spin_lock(&l3->list_lock);
2382
2383         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2384         offset = l3->colour_next;
2385         l3->colour_next++;
2386         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2387                 l3->colour_next = 0;
2388         spin_unlock(&l3->list_lock);
2389
2390         offset *= cachep->colour_off;
2391
2392         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2393                 local_irq_enable();
2394
2395         /*
2396          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2397          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2398          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2399          * will eventually be caught here (where it matters).
2400          */
2401         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2402
2403         /* Get mem for the objs.
2404          * Attempt to allocate a physical page from 'nodeid',
2405          */
2406         if (!(objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid)))
2407                 goto failed;
2408
2409         /* Get slab management. */
2410         if (!(slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags)))
2411                 goto opps1;
2412
2413         slabp->nodeid = nodeid;
2414         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
2415
2416         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2417
2418         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2419                 local_irq_disable();
2420         check_irq_off();
2421         spin_lock(&l3->list_lock);
2422
2423         /* Make slab active. */
2424         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2425         STATS_INC_GROWN(cachep);
2426         l3->free_objects += cachep->num;
2427         spin_unlock(&l3->list_lock);
2428         return 1;
2429       opps1:
2430         kmem_freepages(cachep, objp);
2431       failed:
2432         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2433                 local_irq_disable();
2434         return 0;
2435 }
2436
2437 #if DEBUG
2438
2439 /*
2440  * Perform extra freeing checks:
2441  * - detect bad pointers.
2442  * - POISON/RED_ZONE checking
2443  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2444  */
2445 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2446 {
2447         struct page *page;
2448
2449         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2450                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2451                        (unsigned long)objp);
2452                 BUG();
2453         }
2454         page = virt_to_page(objp);
2455         if (!PageSlab(page)) {
2456                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2457                        (unsigned long)objp);
2458                 BUG();
2459         }
2460 }
2461
2462 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2463                                    void *caller)
2464 {
2465         struct page *page;
2466         unsigned int objnr;
2467         struct slab *slabp;
2468
2469         objp -= obj_offset(cachep);
2470         kfree_debugcheck(objp);
2471         page = virt_to_page(objp);
2472
2473         if (page_get_cache(page) != cachep) {
2474                 printk(KERN_ERR
2475                        "mismatch in kmem_cache_free: expected cache %p, got %p\n",
2476                        page_get_cache(page), cachep);
2477                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
2478                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", page_get_cache(page),
2479                        page_get_cache(page)->name);
2480                 WARN_ON(1);
2481         }
2482         slabp = page_get_slab(page);
2483
2484         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2485                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE
2486                     || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
2487                         slab_error(cachep,
2488                                    "double free, or memory outside"
2489                                    " object was overwritten");
2490                         printk(KERN_ERR
2491                                "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2492                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2493                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2494                 }
2495                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2496                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2497         }
2498         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2499                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2500
2501         objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2502
2503         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2504         BUG_ON(objp != slabp->s_mem + objnr * cachep->buffer_size);
2505
2506         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2507                 /* Need to call the slab's constructor so the
2508                  * caller can perform a verify of its state (debugging).
2509                  * Called without the cache-lock held.
2510                  */
2511                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2512                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2513         }
2514         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2515                 /* we want to cache poison the object,
2516                  * call the destruction callback
2517                  */
2518                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2519         }
2520         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2521 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2522                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2523                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2524                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2525                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2526                 } else {
2527                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2528                 }
2529 #else
2530                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2531 #endif
2532         }
2533         return objp;
2534 }
2535
2536 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2537 {
2538         kmem_bufctl_t i;
2539         int entries = 0;
2540
2541         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2542         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2543                 entries++;
2544                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2545                         goto bad;
2546         }
2547         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2548               bad:
2549                 printk(KERN_ERR
2550                        "slab: Internal list corruption detected in cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2551                        cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2552                 for (i = 0;
2553                      i < sizeof(slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2554                      i++) {
2555                         if ((i % 16) == 0)
2556                                 printk("\n%03x:", i);
2557                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2558                 }
2559                 printk("\n");
2560                 BUG();
2561         }
2562 }
2563 #else
2564 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2565 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2566 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2567 #endif
2568
2569 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2570 {
2571         int batchcount;
2572         struct kmem_list3 *l3;
2573         struct array_cache *ac;
2574
2575         check_irq_off();
2576         ac = cpu_cache_get(cachep);
2577       retry:
2578         batchcount = ac->batchcount;
2579         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2580                 /* if there was little recent activity on this
2581                  * cache, then perform only a partial refill.
2582                  * Otherwise we could generate refill bouncing.
2583                  */
2584                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2585         }
2586         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2587
2588         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2589         spin_lock(&l3->list_lock);
2590
2591         if (l3->shared) {
2592                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2593                 if (shared_array->avail) {
2594                         if (batchcount > shared_array->avail)
2595                                 batchcount = shared_array->avail;
2596                         shared_array->avail -= batchcount;
2597                         ac->avail = batchcount;
2598                         memcpy(ac->entry,
2599                                &(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2600                                sizeof(void *) * batchcount);
2601                         shared_array->touched = 1;
2602                         goto alloc_done;
2603                 }
2604         }
2605         while (batchcount > 0) {
2606                 struct list_head *entry;
2607                 struct slab *slabp;
2608                 /* Get slab alloc is to come from. */
2609                 entry = l3->slabs_partial.next;
2610                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2611                         l3->free_touched = 1;
2612                         entry = l3->slabs_free.next;
2613                         if (entry == &l3->slabs_free)
2614                                 goto must_grow;
2615                 }
2616
2617                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2618                 check_slabp(cachep, slabp);
2619                 check_spinlock_acquired(cachep);
2620                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2621                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2622                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2623                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2624
2625                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2626                                                             numa_node_id());
2627                 }
2628                 check_slabp(cachep, slabp);
2629
2630                 /* move slabp to correct slabp list: */
2631                 list_del(&slabp->list);
2632                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2633                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2634                 else
2635                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2636         }
2637
2638       must_grow:
2639         l3->free_objects -= ac->avail;
2640       alloc_done:
2641         spin_unlock(&l3->list_lock);
2642
2643         if (unlikely(!ac->avail)) {
2644                 int x;
2645                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2646
2647                 // cache_grow can reenable interrupts, then ac could change.
2648                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2649                 if (!x && ac->avail == 0)       // no objects in sight? abort
2650                         return NULL;
2651
2652                 if (!ac->avail) // objects refilled by interrupt?
2653                         goto retry;
2654         }
2655         ac->touched = 1;
2656         return ac->entry[--ac->avail];
2657 }
2658
2659 static inline void
2660 cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2661 {
2662         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2663 #if DEBUG
2664         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2665 #endif
2666 }
2667
2668 #if DEBUG
2669 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2670                                         void *objp, void *caller)
2671 {
2672         if (!objp)
2673                 return objp;
2674         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2675 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2676                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2677                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2678                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2679                 else
2680                         check_poison_obj(cachep, objp);
2681 #else
2682                 check_poison_obj(cachep, objp);
2683 #endif
2684                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2685         }
2686         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2687                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2688
2689         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2690                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE
2691                     || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2692                         slab_error(cachep,
2693                                    "double free, or memory outside"
2694                                    " object was overwritten");
2695                         printk(KERN_ERR
2696                                "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2697                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2698                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2699                 }
2700                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2701                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2702         }
2703         objp += obj_offset(cachep);
2704         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2705                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2706
2707                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2708                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2709
2710                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2711         }
2712         return objp;
2713 }
2714 #else
2715 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2716 #endif
2717
2718 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2719 {
2720         void *objp;
2721         struct array_cache *ac;
2722
2723 #ifdef CONFIG_NUMA
2724         if (unlikely(current->mempolicy && !in_interrupt())) {
2725                 int nid = slab_node(current->mempolicy);
2726
2727                 if (nid != numa_node_id())
2728                         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid);
2729         }
2730 #endif
2731
2732         check_irq_off();
2733         ac = cpu_cache_get(cachep);
2734         if (likely(ac->avail)) {
2735                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2736                 ac->touched = 1;
2737                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2738         } else {
2739                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2740                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2741         }
2742         return objp;
2743 }
2744
2745 static __always_inline void *
2746 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
2747 {
2748         unsigned long save_flags;
2749         void *objp;
2750
2751         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2752
2753         local_irq_save(save_flags);
2754         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
2755         local_irq_restore(save_flags);
2756         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
2757                                             caller);
2758         prefetchw(objp);
2759         return objp;
2760 }
2761
2762 #ifdef CONFIG_NUMA
2763 /*
2764  * A interface to enable slab creation on nodeid
2765  */
2766 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2767 {
2768         struct list_head *entry;
2769         struct slab *slabp;
2770         struct kmem_list3 *l3;
2771         void *obj;
2772         int x;
2773
2774         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2775         BUG_ON(!l3);
2776
2777       retry:
2778         check_irq_off();
2779         spin_lock(&l3->list_lock);
2780         entry = l3->slabs_partial.next;
2781         if (entry == &l3->slabs_partial) {
2782                 l3->free_touched = 1;
2783                 entry = l3->slabs_free.next;
2784                 if (entry == &l3->slabs_free)
2785                         goto must_grow;
2786         }
2787
2788         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2789         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
2790         check_slabp(cachep, slabp);
2791
2792         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
2793         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2794         STATS_SET_HIGH(cachep);
2795
2796         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
2797
2798         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
2799         check_slabp(cachep, slabp);
2800         l3->free_objects--;
2801         /* move slabp to correct slabp list: */
2802         list_del(&slabp->list);
2803
2804         if (slabp->free == BUFCTL_END) {
2805                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2806         } else {
2807                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2808         }
2809
2810         spin_unlock(&l3->list_lock);
2811         goto done;
2812
2813       must_grow:
2814         spin_unlock(&l3->list_lock);
2815         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
2816
2817         if (!x)
2818                 return NULL;
2819
2820         goto retry;
2821       done:
2822         return obj;
2823 }
2824 #endif
2825
2826 /*
2827  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
2828  */
2829 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
2830                        int node)
2831 {
2832         int i;
2833         struct kmem_list3 *l3;
2834
2835         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
2836                 void *objp = objpp[i];
2837                 struct slab *slabp;
2838
2839                 slabp = virt_to_slab(objp);
2840                 l3 = cachep->nodelists[node];
2841                 list_del(&slabp->list);
2842                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
2843                 check_slabp(cachep, slabp);
2844                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
2845                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
2846                 l3->free_objects++;
2847                 check_slabp(cachep, slabp);
2848
2849                 /* fixup slab chains */
2850                 if (slabp->inuse == 0) {
2851                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
2852                                 l3->free_objects -= cachep->num;
2853                                 slab_destroy(cachep, slabp);
2854                         } else {
2855                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
2856                         }
2857                 } else {
2858                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
2859                          * partial list on free - maximum time for the
2860                          * other objects to be freed, too.
2861                          */
2862                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2863                 }
2864         }
2865 }
2866
2867 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
2868 {
2869         int batchcount;
2870         struct kmem_list3 *l3;
2871         int node = numa_node_id();
2872
2873         batchcount = ac->batchcount;
2874 #if DEBUG
2875         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
2876 #endif
2877         check_irq_off();
2878         l3 = cachep->nodelists[node];
2879         spin_lock(&l3->list_lock);
2880         if (l3->shared) {
2881                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2882                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
2883                 if (max) {
2884                         if (batchcount > max)
2885                                 batchcount = max;
2886                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2887                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
2888                         shared_array->avail += batchcount;
2889                         goto free_done;
2890                 }
2891         }
2892
2893         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
2894       free_done:
2895 #if STATS
2896         {
2897                 int i = 0;
2898                 struct list_head *p;
2899
2900                 p = l3->slabs_free.next;
2901                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
2902                         struct slab *slabp;
2903
2904                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2905                         BUG_ON(slabp->inuse);
2906
2907                         i++;
2908                         p = p->next;
2909                 }
2910                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
2911         }
2912 #endif
2913         spin_unlock(&l3->list_lock);
2914         ac->avail -= batchcount;
2915         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]),
2916                 sizeof(void *) * ac->avail);
2917 }
2918
2919 /*
2920  * __cache_free
2921  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed
2922  * state, it must be in this state _before_ it is released.
2923  *
2924  * Called with disabled ints.
2925  */
2926 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
2927 {
2928         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
2929
2930         check_irq_off();
2931         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
2932
2933         /* Make sure we are not freeing a object from another
2934          * node to the array cache on this cpu.
2935          */
2936 #ifdef CONFIG_NUMA
2937         {
2938                 struct slab *slabp;
2939                 slabp = virt_to_slab(objp);
2940                 if (unlikely(slabp->nodeid != numa_node_id())) {
2941                         struct array_cache *alien = NULL;
2942                         int nodeid = slabp->nodeid;
2943                         struct kmem_list3 *l3 =
2944                             cachep->nodelists[numa_node_id()];
2945
2946                         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
2947                         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
2948                                 alien = l3->alien[nodeid];
2949                                 spin_lock(&alien->lock);
2950                                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit))
2951                                         __drain_alien_cache(cachep,
2952                                                             alien, nodeid);
2953                                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
2954                                 spin_unlock(&alien->lock);
2955                         } else {
2956                                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
2957                                           list_lock);
2958                                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
2959                                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
2960                                             list_lock);
2961                         }
2962                         return;
2963                 }
2964         }
2965 #endif
2966         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
2967                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
2968                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
2969                 return;
2970         } else {
2971                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
2972                 cache_flusharray(cachep, ac);
2973                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
2974         }
2975 }
2976
2977 /**
2978  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
2979  * @cachep: The cache to allocate from.
2980  * @flags: See kmalloc().
2981  *
2982  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
2983  * if the cache has no available objects.
2984  */
2985 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2986 {
2987         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
2988 }
2989 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2990
2991 /**
2992  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
2993  *      be a slab entry.
2994  * @cachep: the cache we're checking against
2995  * @ptr: pointer to validate
2996  *
2997  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
2998  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
2999  * part of the slab cache in question, but it at least
3000  * validates that the pointer can be dereferenced and
3001  * looks half-way sane.
3002  *
3003  * Currently only used for dentry validation.
3004  */
3005 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3006 {
3007         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3008         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3009         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3010         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3011         struct page *page;
3012
3013         if (unlikely(addr < min_addr))
3014                 goto out;
3015         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3016                 goto out;
3017         if (unlikely(addr & align_mask))
3018                 goto out;
3019         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3020                 goto out;
3021         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3022                 goto out;
3023         page = virt_to_page(ptr);
3024         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3025                 goto out;
3026         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3027                 goto out;
3028         return 1;
3029       out:
3030         return 0;
3031 }
3032
3033 #ifdef CONFIG_NUMA
3034 /**
3035  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3036  * @cachep: The cache to allocate from.
3037  * @flags: See kmalloc().
3038  * @nodeid: node number of the target node.
3039  *
3040  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3041  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3042  * can improve the performance for cpu bound structures.
3043  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3044  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3045  */
3046 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3047 {
3048         unsigned long save_flags;
3049         void *ptr;
3050
3051         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3052         local_irq_save(save_flags);
3053
3054         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3055             !cachep->nodelists[nodeid])
3056                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3057         else
3058                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3059         local_irq_restore(save_flags);
3060
3061         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3062                                            __builtin_return_address(0));
3063
3064         return ptr;
3065 }
3066 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3067
3068 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3069 {
3070         struct kmem_cache *cachep;
3071
3072         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3073         if (unlikely(cachep == NULL))
3074                 return NULL;
3075         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3076 }
3077 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
3078 #endif
3079
3080 /**
3081  * kmalloc - allocate memory
3082  * @size: how many bytes of memory are required.
3083  * @flags: the type of memory to allocate.
3084  *
3085  * kmalloc is the normal method of allocating memory
3086  * in the kernel.
3087  *
3088  * The @flags argument may be one of:
3089  *
3090  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
3091  *
3092  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
3093  *
3094  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
3095  *
3096  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
3097  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
3098  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
3099  * from the first 16MB.
3100  */
3101 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3102                                           void *caller)
3103 {
3104         struct kmem_cache *cachep;
3105
3106         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3107          * __ with kmem_.
3108          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3109          * functions.
3110          */
3111         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3112         if (unlikely(cachep == NULL))
3113                 return NULL;
3114         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3115 }
3116
3117 #ifndef CONFIG_DEBUG_SLAB
3118
3119 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3120 {
3121         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3122 }
3123 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3124
3125 #else
3126
3127 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3128 {
3129         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3130 }
3131 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3132
3133 #endif
3134
3135 #ifdef CONFIG_SMP
3136 /**
3137  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
3138  * cpu in the system, zeroing them.
3139  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
3140  *
3141  * @size: how many bytes of memory are required.
3142  */
3143 void *__alloc_percpu(size_t size)
3144 {
3145         int i;
3146         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof(*pdata), GFP_KERNEL);
3147
3148         if (!pdata)
3149                 return NULL;
3150
3151         /*
3152          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
3153          * and we have no way of figuring out how to fix the array
3154          * that we have allocated then....
3155          */
3156         for_each_cpu(i) {
3157                 int node = cpu_to_node(i);
3158
3159                 if (node_online(node))
3160                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
3161                 else
3162                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
3163
3164                 if (!pdata->ptrs[i])
3165                         goto unwind_oom;
3166                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
3167         }
3168
3169         /* Catch derefs w/o wrappers */
3170         return (void *)(~(unsigned long)pdata);
3171
3172       unwind_oom:
3173         while (--i >= 0) {
3174                 if (!cpu_possible(i))
3175                         continue;
3176                 kfree(pdata->ptrs[i]);
3177         }
3178         kfree(pdata);
3179         return NULL;
3180 }
3181 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
3182 #endif
3183
3184 /**
3185  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3186  * @cachep: The cache the allocation was from.
3187  * @objp: The previously allocated object.
3188  *
3189  * Free an object which was previously allocated from this
3190  * cache.
3191  */
3192 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3193 {
3194         unsigned long flags;
3195
3196         local_irq_save(flags);
3197         __cache_free(cachep, objp);
3198         local_irq_restore(flags);
3199 }
3200 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3201
3202 /**
3203  * kfree - free previously allocated memory
3204  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3205  *
3206  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3207  *
3208  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3209  * or you will run into trouble.
3210  */
3211 void kfree(const void *objp)
3212 {
3213         struct kmem_cache *c;
3214         unsigned long flags;
3215
3216         if (unlikely(!objp))
3217                 return;
3218         local_irq_save(flags);
3219         kfree_debugcheck(objp);
3220         c = virt_to_cache(objp);
3221         mutex_debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3222         __cache_free(c, (void *)objp);
3223         local_irq_restore(flags);
3224 }
3225 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3226
3227 #ifdef CONFIG_SMP
3228 /**
3229  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3230  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3231  *
3232  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3233  * The complemented objp is to check for that.
3234  */
3235 void free_percpu(const void *objp)
3236 {
3237         int i;
3238         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *)(~(unsigned long)objp);
3239
3240         /*
3241          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3242          */
3243         for_each_cpu(i)
3244             kfree(p->ptrs[i]);
3245         kfree(p);
3246 }
3247 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3248 #endif
3249
3250 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3251 {
3252         return obj_size(cachep);
3253 }
3254 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3255
3256 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3257 {
3258         return cachep->name;
3259 }
3260 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3261
3262 /*
3263  * This initializes kmem_list3 for all nodes.
3264  */
3265 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3266 {
3267         int node;
3268         struct kmem_list3 *l3;
3269         int err = 0;
3270
3271         for_each_online_node(node) {
3272                 struct array_cache *nc = NULL, *new;
3273                 struct array_cache **new_alien = NULL;
3274 #ifdef CONFIG_NUMA
3275                 if (!(new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit)))
3276                         goto fail;
3277 #endif
3278                 if (!(new = alloc_arraycache(node, (cachep->shared *
3279                                                     cachep->batchcount),
3280                                              0xbaadf00d)))
3281                         goto fail;
3282                 if ((l3 = cachep->nodelists[node])) {
3283
3284                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3285
3286                         if ((nc = cachep->nodelists[node]->shared))
3287                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
3288
3289                         l3->shared = new;
3290                         if (!cachep->nodelists[node]->alien) {
3291                                 l3->alien = new_alien;
3292                                 new_alien = NULL;
3293                         }
3294                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3295                             cachep->batchcount + cachep->num;
3296                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3297                         kfree(nc);
3298                         free_alien_cache(new_alien);
3299                         continue;
3300                 }
3301                 if (!(l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
3302                                         GFP_KERNEL, node)))
3303                         goto fail;
3304
3305                 kmem_list3_init(l3);
3306                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3307                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3308                 l3->shared = new;
3309                 l3->alien = new_alien;
3310                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3311                     cachep->batchcount + cachep->num;
3312                 cachep->nodelists[node] = l3;
3313         }
3314         return err;
3315       fail:
3316         err = -ENOMEM;
3317         return err;
3318 }
3319
3320 struct ccupdate_struct {
3321         struct kmem_cache *cachep;
3322         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3323 };
3324
3325 static void do_ccupdate_local(void *info)
3326 {
3327         struct ccupdate_struct *new = (struct ccupdate_struct *)info;
3328         struct array_cache *old;
3329
3330         check_irq_off();
3331         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3332
3333         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3334         new->new[smp_processor_id()] = old;
3335 }
3336
3337 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit, int batchcount,
3338                             int shared)
3339 {
3340         struct ccupdate_struct new;
3341         int i, err;
3342
3343         memset(&new.new, 0, sizeof(new.new));
3344         for_each_online_cpu(i) {
3345                 new.new[i] =
3346                     alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit, batchcount);
3347                 if (!new.new[i]) {
3348                         for (i--; i >= 0; i--)
3349                                 kfree(new.new[i]);
3350                         return -ENOMEM;
3351                 }
3352         }
3353         new.cachep = cachep;
3354
3355         smp_call_function_all_cpus(do_ccupdate_local, (void *)&new);
3356
3357         check_irq_on();
3358         spin_lock(&cachep->spinlock);
3359         cachep->batchcount = batchcount;
3360         cachep->limit = limit;
3361         cachep->shared = shared;
3362         spin_unlock(&cachep->spinlock);
3363
3364         for_each_online_cpu(i) {
3365                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3366                 if (!ccold)
3367                         continue;
3368                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3369                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3370                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3371                 kfree(ccold);
3372         }
3373
3374         err = alloc_kmemlist(cachep);
3375         if (err) {
3376                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3377                        cachep->name, -err);
3378                 BUG();
3379         }
3380         return 0;
3381 }
3382
3383 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3384 {
3385         int err;
3386         int limit, shared;
3387
3388         /* The head array serves three purposes:
3389          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3390          * - reduce the number of spinlock operations.
3391          * - reduce the number of linked list operations on the slab and 
3392          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3393          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3394          * Bonwick.
3395          */
3396         if (cachep->buffer_size > 131072)
3397                 limit = 1;
3398         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3399                 limit = 8;
3400         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3401                 limit = 24;
3402         else if (cachep->buffer_size > 256)
3403                 limit = 54;
3404         else
3405                 limit = 120;
3406
3407         /* Cpu bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3408          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3409          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3410          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3411          * replaces Bonwick's magazine layer.
3412          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3413          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3414          */
3415         shared = 0;
3416 #ifdef CONFIG_SMP
3417         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3418                 shared = 8;
3419 #endif
3420
3421 #if DEBUG
3422         /* With debugging enabled, large batchcount lead to excessively
3423          * long periods with disabled local interrupts. Limit the 
3424          * batchcount
3425          */
3426         if (limit > 32)
3427                 limit = 32;
3428 #endif
3429         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3430         if (err)
3431                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3432                        cachep->name, -err);
3433 }
3434
3435 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
3436                                 int force, int node)
3437 {
3438         int tofree;
3439
3440         check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3441         if (ac->touched && !force) {
3442                 ac->touched = 0;
3443         } else if (ac->avail) {
3444                 tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3445                 if (tofree > ac->avail) {
3446                         tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3447                 }
3448                 free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3449                 ac->avail -= tofree;
3450                 memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3451                         sizeof(void *) * ac->avail);
3452         }
3453 }
3454
3455 /**
3456  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3457  * @unused: unused parameter
3458  *
3459  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3460  * Purpose:
3461  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3462  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3463  *
3464  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll
3465  * try again on the next iteration.
3466  */
3467 static void cache_reap(void *unused)
3468 {
3469         struct list_head *walk;
3470         struct kmem_list3 *l3;
3471
3472         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3473                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3474                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3475                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3476                 return;
3477         }
3478
3479         list_for_each(walk, &cache_chain) {
3480                 struct kmem_cache *searchp;
3481                 struct list_head *p;
3482                 int tofree;
3483                 struct slab *slabp;
3484
3485                 searchp = list_entry(walk, struct kmem_cache, next);
3486
3487                 if (searchp->flags & SLAB_NO_REAP)
3488                         goto next;
3489
3490                 check_irq_on();
3491
3492                 l3 = searchp->nodelists[numa_node_id()];
3493                 if (l3->alien)
3494                         drain_alien_cache(searchp, l3->alien);
3495                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3496
3497                 drain_array_locked(searchp, cpu_cache_get(searchp), 0,
3498                                    numa_node_id());
3499
3500                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3501                         goto next_unlock;
3502
3503                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3504
3505                 if (l3->shared)
3506                         drain_array_locked(searchp, l3->shared, 0,
3507                                            numa_node_id());
3508
3509                 if (l3->free_touched) {
3510                         l3->free_touched = 0;
3511                         goto next_unlock;
3512                 }
3513
3514                 tofree =
3515                     (l3->free_limit + 5 * searchp->num -
3516                      1) / (5 * searchp->num);
3517                 do {
3518                         p = l3->slabs_free.next;
3519                         if (p == &(l3->slabs_free))
3520                                 break;
3521
3522                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3523                         BUG_ON(slabp->inuse);
3524                         list_del(&slabp->list);
3525                         STATS_INC_REAPED(searchp);
3526
3527                         /* Safe to drop the lock. The slab is no longer
3528                          * linked to the cache.
3529                          * searchp cannot disappear, we hold
3530                          * cache_chain_lock
3531                          */
3532                         l3->free_objects -= searchp->num;
3533                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3534                         slab_destroy(searchp, slabp);
3535                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3536                 } while (--tofree > 0);
3537               next_unlock:
3538                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3539               next:
3540                 cond_resched();
3541         }
3542         check_irq_on();
3543         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3544         drain_remote_pages();
3545         /* Setup the next iteration */
3546         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3547 }
3548
3549 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3550
3551 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3552 {
3553         /*
3554          * Output format version, so at least we can change it
3555          * without _too_ many complaints.
3556          */
3557 #if STATS
3558         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3559 #else
3560         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3561 #endif
3562         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3563                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3564         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3565         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3566 #if STATS
3567         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3568                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees>");
3569         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3570 #endif
3571         seq_putc(m, '\n');
3572 }
3573
3574 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3575 {
3576         loff_t n = *pos;
3577         struct list_head *p;
3578
3579         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3580         if (!n)
3581                 print_slabinfo_header(m);
3582         p = cache_chain.next;
3583         while (n--) {
3584                 p = p->next;
3585                 if (p == &cache_chain)
3586                         return NULL;
3587         }
3588         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3589 }
3590
3591 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3592 {
3593         struct kmem_cache *cachep = p;
3594         ++*pos;
3595         return cachep->next.next == &cache_chain ? NULL
3596             : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3597 }
3598
3599 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3600 {
3601         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3602 }
3603
3604 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3605 {
3606         struct kmem_cache *cachep = p;
3607         struct list_head *q;
3608         struct slab *slabp;
3609         unsigned long active_objs;
3610         unsigned long num_objs;
3611         unsigned long active_slabs = 0;
3612         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3613         const char *name;
3614         char *error = NULL;
3615         int node;
3616         struct kmem_list3 *l3;
3617
3618         spin_lock(&cachep->spinlock);
3619         active_objs = 0;
3620         num_slabs = 0;
3621         for_each_online_node(node) {
3622                 l3 = cachep->nodelists[node];
3623                 if (!l3)
3624                         continue;
3625
3626                 check_irq_on();
3627                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3628
3629                 list_for_each(q, &l3->slabs_full) {
3630                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3631                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3632                                 error = "slabs_full accounting error";
3633                         active_objs += cachep->num;
3634                         active_slabs++;
3635                 }
3636                 list_for_each(q, &l3->slabs_partial) {
3637                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3638                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3639                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3640                         if (!slabp->inuse && !error)
3641                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3642                         active_objs += slabp->inuse;
3643                         active_slabs++;
3644                 }
3645                 list_for_each(q, &l3->slabs_free) {
3646                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3647                         if (slabp->inuse && !error)
3648                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3649                         num_slabs++;
3650                 }
3651                 free_objects += l3->free_objects;
3652                 if (l3->shared)
3653                         shared_avail += l3->shared->avail;
3654
3655                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3656         }
3657         num_slabs += active_slabs;
3658         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3659         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3660                 error = "free_objects accounting error";
3661
3662         name = cachep->name;
3663         if (error)
3664                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3665
3666         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3667                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3668                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3669         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3670                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3671         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3672                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3673 #if STATS
3674         {                       /* list3 stats */
3675                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3676                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3677                 unsigned long grown = cachep->grown;
3678                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3679                 unsigned long errors = cachep->errors;
3680                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3681                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3682                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3683
3684                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3685                                 %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown, reaped, errors, max_freeable, node_allocs, node_frees);
3686         }
3687         /* cpu stats */
3688         {
3689                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3690                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3691                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3692                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3693
3694                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3695                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3696         }
3697 #endif
3698         seq_putc(m, '\n');
3699         spin_unlock(&cachep->spinlock);
3700         return 0;
3701 }
3702
3703 /*
3704  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3705  *
3706  * Output layout:
3707  * cache-name
3708  * num-active-objs
3709  * total-objs
3710  * object size
3711  * num-active-slabs
3712  * total-slabs
3713  * num-pages-per-slab
3714  * + further values on SMP and with statistics enabled
3715  */
3716
3717 struct seq_operations slabinfo_op = {
3718         .start = s_start,
3719         .next = s_next,
3720         .stop = s_stop,
3721         .show = s_show,
3722 };
3723
3724 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3725 /**
3726  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3727  * @file: unused
3728  * @buffer: user buffer
3729  * @count: data length
3730  * @ppos: unused
3731  */
3732 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
3733                        size_t count, loff_t *ppos)
3734 {
3735         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
3736         int limit, batchcount, shared, res;
3737         struct list_head *p;
3738
3739         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3740                 return -EINVAL;
3741         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3742                 return -EFAULT;
3743         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
3744
3745         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3746         if (!tmp)
3747                 return -EINVAL;
3748         *tmp = '\0';
3749         tmp++;
3750         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3751                 return -EINVAL;
3752
3753         /* Find the cache in the chain of caches. */
3754         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3755         res = -EINVAL;
3756         list_for_each(p, &cache_chain) {
3757                 struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache,
3758                                                        next);
3759
3760                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3761                         if (limit < 1 ||
3762                             batchcount < 1 ||
3763                             batchcount > limit || shared < 0) {
3764                                 res = 0;
3765                         } else {
3766                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
3767                                                        batchcount, shared);
3768                         }
3769                         break;
3770                 }
3771         }
3772         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3773         if (res >= 0)
3774                 res = count;
3775         return res;
3776 }
3777 #endif
3778
3779 /**
3780  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
3781  * @objp: Pointer to the object
3782  *
3783  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
3784  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
3785  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
3786  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
3787  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
3788  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
3789  * must not be freed during the duration of the call.
3790  */
3791 unsigned int ksize(const void *objp)
3792 {
3793         if (unlikely(objp == NULL))
3794                 return 0;
3795
3796         return obj_size(virt_to_cache(objp));
3797 }