[PATCH] ARM: Move memmap freeing into init.c
[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 kmem_cache_t and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the semaphore 'cache_chain_sem'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  */
79
80 #include        <linux/config.h>
81 #include        <linux/slab.h>
82 #include        <linux/mm.h>
83 #include        <linux/swap.h>
84 #include        <linux/cache.h>
85 #include        <linux/interrupt.h>
86 #include        <linux/init.h>
87 #include        <linux/compiler.h>
88 #include        <linux/seq_file.h>
89 #include        <linux/notifier.h>
90 #include        <linux/kallsyms.h>
91 #include        <linux/cpu.h>
92 #include        <linux/sysctl.h>
93 #include        <linux/module.h>
94 #include        <linux/rcupdate.h>
95 #include        <linux/string.h>
96
97 #include        <asm/uaccess.h>
98 #include        <asm/cacheflush.h>
99 #include        <asm/tlbflush.h>
100 #include        <asm/page.h>
101
102 /*
103  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
104  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
105  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
106  *
107  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
108  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
109  *
110  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
111  */
112
113 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
114 #define DEBUG           1
115 #define STATS           1
116 #define FORCED_DEBUG    1
117 #else
118 #define DEBUG           0
119 #define STATS           0
120 #define FORCED_DEBUG    0
121 #endif
122
123
124 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
125 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
126
127 #ifndef cache_line_size
128 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
129 #endif
130
131 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
132 /*
133  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
134  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
135  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
136  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
137  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
138  * Note that this flag disables some debug features.
139  */
140 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
141 #endif
142
143 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
144 /*
145  * Enforce a minimum alignment for all caches.
146  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
147  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
148  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
149  * some debug features.
150  */
151 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
152 #endif
153
154 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
155 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
156 #endif
157
158 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
159 #if DEBUG
160 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
161                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
162                          SLAB_NO_REAP | SLAB_CACHE_DMA | \
163                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
164                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
165                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
166 #else
167 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_REAP | \
168                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
169                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
170                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
171 #endif
172
173 /*
174  * kmem_bufctl_t:
175  *
176  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
177  * linked offsets.
178  *
179  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
180  * slab an object belongs to.
181  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
182  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
183  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
184  * that does not use off-slab slabs.
185  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
186  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
187  * to have too many per slab.
188  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
189  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
190  */
191
192 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
193 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
194 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
195
196 /* Max number of objs-per-slab for caches which use off-slab slabs.
197  * Needed to avoid a possible looping condition in cache_grow().
198  */
199 static unsigned long offslab_limit;
200
201 /*
202  * struct slab
203  *
204  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
205  * for a slab, or allocated from an general cache.
206  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
207  */
208 struct slab {
209         struct list_head        list;
210         unsigned long           colouroff;
211         void                    *s_mem;         /* including colour offset */
212         unsigned int            inuse;          /* num of objs active in slab */
213         kmem_bufctl_t           free;
214 };
215
216 /*
217  * struct slab_rcu
218  *
219  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
220  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
221  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
222  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
223  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
224  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
225  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
226  *
227  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
228  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
229  *
230  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
231  */
232 struct slab_rcu {
233         struct rcu_head         head;
234         kmem_cache_t            *cachep;
235         void                    *addr;
236 };
237
238 /*
239  * struct array_cache
240  *
241  * Per cpu structures
242  * Purpose:
243  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
244  * - reduce the number of linked list operations
245  * - reduce spinlock operations
246  *
247  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
248  * footprint.
249  *
250  */
251 struct array_cache {
252         unsigned int avail;
253         unsigned int limit;
254         unsigned int batchcount;
255         unsigned int touched;
256 };
257
258 /* bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore,
259  * but the cpuarrays are allocated from the generic caches...
260  */
261 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
262 struct arraycache_init {
263         struct array_cache cache;
264         void * entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
265 };
266
267 /*
268  * The slab lists of all objects.
269  * Hopefully reduce the internal fragmentation
270  * NUMA: The spinlock could be moved from the kmem_cache_t
271  * into this structure, too. Figure out what causes
272  * fewer cross-node spinlock operations.
273  */
274 struct kmem_list3 {
275         struct list_head        slabs_partial;  /* partial list first, better asm code */
276         struct list_head        slabs_full;
277         struct list_head        slabs_free;
278         unsigned long   free_objects;
279         int             free_touched;
280         unsigned long   next_reap;
281         struct array_cache      *shared;
282 };
283
284 #define LIST3_INIT(parent) \
285         { \
286                 .slabs_full     = LIST_HEAD_INIT(parent.slabs_full), \
287                 .slabs_partial  = LIST_HEAD_INIT(parent.slabs_partial), \
288                 .slabs_free     = LIST_HEAD_INIT(parent.slabs_free) \
289         }
290 #define list3_data(cachep) \
291         (&(cachep)->lists)
292
293 /* NUMA: per-node */
294 #define list3_data_ptr(cachep, ptr) \
295                 list3_data(cachep)
296
297 /*
298  * kmem_cache_t
299  *
300  * manages a cache.
301  */
302         
303 struct kmem_cache_s {
304 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
305         struct array_cache      *array[NR_CPUS];
306         unsigned int            batchcount;
307         unsigned int            limit;
308 /* 2) touched by every alloc & free from the backend */
309         struct kmem_list3       lists;
310         /* NUMA: kmem_3list_t   *nodelists[MAX_NUMNODES] */
311         unsigned int            objsize;
312         unsigned int            flags;  /* constant flags */
313         unsigned int            num;    /* # of objs per slab */
314         unsigned int            free_limit; /* upper limit of objects in the lists */
315         spinlock_t              spinlock;
316
317 /* 3) cache_grow/shrink */
318         /* order of pgs per slab (2^n) */
319         unsigned int            gfporder;
320
321         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
322         unsigned int            gfpflags;
323
324         size_t                  colour;         /* cache colouring range */
325         unsigned int            colour_off;     /* colour offset */
326         unsigned int            colour_next;    /* cache colouring */
327         kmem_cache_t            *slabp_cache;
328         unsigned int            slab_size;
329         unsigned int            dflags;         /* dynamic flags */
330
331         /* constructor func */
332         void (*ctor)(void *, kmem_cache_t *, unsigned long);
333
334         /* de-constructor func */
335         void (*dtor)(void *, kmem_cache_t *, unsigned long);
336
337 /* 4) cache creation/removal */
338         const char              *name;
339         struct list_head        next;
340
341 /* 5) statistics */
342 #if STATS
343         unsigned long           num_active;
344         unsigned long           num_allocations;
345         unsigned long           high_mark;
346         unsigned long           grown;
347         unsigned long           reaped;
348         unsigned long           errors;
349         unsigned long           max_freeable;
350         unsigned long           node_allocs;
351         atomic_t                allochit;
352         atomic_t                allocmiss;
353         atomic_t                freehit;
354         atomic_t                freemiss;
355 #endif
356 #if DEBUG
357         int                     dbghead;
358         int                     reallen;
359 #endif
360 };
361
362 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
363 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
364
365 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
366 /* Optimization question: fewer reaps means less 
367  * probability for unnessary cpucache drain/refill cycles.
368  *
369  * OTHO the cpuarrays can contain lots of objects,
370  * which could lock up otherwise freeable slabs.
371  */
372 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
373 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
374
375 #if STATS
376 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
377 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
378 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
379 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
380 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
381 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { if ((x)->num_active > (x)->high_mark) \
382                                         (x)->high_mark = (x)->num_active; \
383                                 } while (0)
384 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
385 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
386 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
387                                 do { if ((x)->max_freeable < i) \
388                                         (x)->max_freeable = i; \
389                                 } while (0)
390
391 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
392 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
393 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
394 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
395 #else
396 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
397 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
398 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
399 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
400 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
401 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
402 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
403 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
404 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
405                                 do { } while (0)
406
407 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
408 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
409 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
410 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
411 #endif
412
413 #if DEBUG
414 /* Magic nums for obj red zoning.
415  * Placed in the first word before and the first word after an obj.
416  */
417 #define RED_INACTIVE    0x5A2CF071UL    /* when obj is inactive */
418 #define RED_ACTIVE      0x170FC2A5UL    /* when obj is active */
419
420 /* ...and for poisoning */
421 #define POISON_INUSE    0x5a    /* for use-uninitialised poisoning */
422 #define POISON_FREE     0x6b    /* for use-after-free poisoning */
423 #define POISON_END      0xa5    /* end-byte of poisoning */
424
425 /* memory layout of objects:
426  * 0            : objp
427  * 0 .. cachep->dbghead - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
428  *              the end of an object is aligned with the end of the real
429  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
430  * cachep->dbghead - BYTES_PER_WORD .. cachep->dbghead - 1:
431  *              redzone word.
432  * cachep->dbghead: The real object.
433  * cachep->objsize - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
434  * cachep->objsize - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address [BYTES_PER_WORD long]
435  */
436 static int obj_dbghead(kmem_cache_t *cachep)
437 {
438         return cachep->dbghead;
439 }
440
441 static int obj_reallen(kmem_cache_t *cachep)
442 {
443         return cachep->reallen;
444 }
445
446 static unsigned long *dbg_redzone1(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
447 {
448         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
449         return (unsigned long*) (objp+obj_dbghead(cachep)-BYTES_PER_WORD);
450 }
451
452 static unsigned long *dbg_redzone2(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
453 {
454         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
455         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
456                 return (unsigned long*) (objp+cachep->objsize-2*BYTES_PER_WORD);
457         return (unsigned long*) (objp+cachep->objsize-BYTES_PER_WORD);
458 }
459
460 static void **dbg_userword(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
461 {
462         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
463         return (void**)(objp+cachep->objsize-BYTES_PER_WORD);
464 }
465
466 #else
467
468 #define obj_dbghead(x)                  0
469 #define obj_reallen(cachep)             (cachep->objsize)
470 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
471 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
472 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
473
474 #endif
475
476 /*
477  * Maximum size of an obj (in 2^order pages)
478  * and absolute limit for the gfp order.
479  */
480 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
481 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
482 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
483 #elif defined(CONFIG_MMU)
484 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
485 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
486 #else
487 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
488 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
489 #endif
490
491 /*
492  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
493  */
494 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
495 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
496 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
497
498 /* Macros for storing/retrieving the cachep and or slab from the
499  * global 'mem_map'. These are used to find the slab an obj belongs to.
500  * With kfree(), these are used to find the cache which an obj belongs to.
501  */
502 #define SET_PAGE_CACHE(pg,x)  ((pg)->lru.next = (struct list_head *)(x))
503 #define GET_PAGE_CACHE(pg)    ((kmem_cache_t *)(pg)->lru.next)
504 #define SET_PAGE_SLAB(pg,x)   ((pg)->lru.prev = (struct list_head *)(x))
505 #define GET_PAGE_SLAB(pg)     ((struct slab *)(pg)->lru.prev)
506
507 /* These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes. */
508 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
509 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
510 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
511         CACHE(ULONG_MAX)
512 #undef CACHE
513 };
514 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
515
516 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
517 struct cache_names {
518         char *name;
519         char *name_dma;
520 };
521
522 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
523 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
524 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
525         { NULL, }
526 #undef CACHE
527 };
528
529 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
530         { { 0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
531 static struct arraycache_init initarray_generic =
532         { { 0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
533
534 /* internal cache of cache description objs */
535 static kmem_cache_t cache_cache = {
536         .lists          = LIST3_INIT(cache_cache.lists),
537         .batchcount     = 1,
538         .limit          = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
539         .objsize        = sizeof(kmem_cache_t),
540         .flags          = SLAB_NO_REAP,
541         .spinlock       = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
542         .name           = "kmem_cache",
543 #if DEBUG
544         .reallen        = sizeof(kmem_cache_t),
545 #endif
546 };
547
548 /* Guard access to the cache-chain. */
549 static struct semaphore cache_chain_sem;
550 static struct list_head cache_chain;
551
552 /*
553  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many
554  * slab-allocated pages are possibly freeable under pressure
555  *
556  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
557  */
558 atomic_t slab_reclaim_pages;
559 EXPORT_SYMBOL(slab_reclaim_pages);
560
561 /*
562  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
563  * until the general caches are up.
564  */
565 static enum {
566         NONE,
567         PARTIAL,
568         FULL
569 } g_cpucache_up;
570
571 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
572
573 static void free_block(kmem_cache_t* cachep, void** objpp, int len);
574 static void enable_cpucache (kmem_cache_t *cachep);
575 static void cache_reap (void *unused);
576
577 static inline void **ac_entry(struct array_cache *ac)
578 {
579         return (void**)(ac+1);
580 }
581
582 static inline struct array_cache *ac_data(kmem_cache_t *cachep)
583 {
584         return cachep->array[smp_processor_id()];
585 }
586
587 static inline kmem_cache_t *__find_general_cachep(size_t size, int gfpflags)
588 {
589         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
590
591 #if DEBUG
592         /* This happens if someone tries to call
593         * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
594         * the generic caches are initialized.
595         */
596         BUG_ON(csizep->cs_cachep == NULL);
597 #endif
598         while (size > csizep->cs_size)
599                 csizep++;
600
601         /*
602          * Really subtile: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
603          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
604          * for large kmalloc calls required.
605          */
606         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
607                 return csizep->cs_dmacachep;
608         return csizep->cs_cachep;
609 }
610
611 kmem_cache_t *kmem_find_general_cachep(size_t size, int gfpflags)
612 {
613         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
614 }
615 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
616
617 /* Cal the num objs, wastage, and bytes left over for a given slab size. */
618 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t size, size_t align,
619                  int flags, size_t *left_over, unsigned int *num)
620 {
621         int i;
622         size_t wastage = PAGE_SIZE<<gfporder;
623         size_t extra = 0;
624         size_t base = 0;
625
626         if (!(flags & CFLGS_OFF_SLAB)) {
627                 base = sizeof(struct slab);
628                 extra = sizeof(kmem_bufctl_t);
629         }
630         i = 0;
631         while (i*size + ALIGN(base+i*extra, align) <= wastage)
632                 i++;
633         if (i > 0)
634                 i--;
635
636         if (i > SLAB_LIMIT)
637                 i = SLAB_LIMIT;
638
639         *num = i;
640         wastage -= i*size;
641         wastage -= ALIGN(base+i*extra, align);
642         *left_over = wastage;
643 }
644
645 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
646
647 static void __slab_error(const char *function, kmem_cache_t *cachep, char *msg)
648 {
649         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
650                 function, cachep->name, msg);
651         dump_stack();
652 }
653
654 /*
655  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
656  * via the workqueue/eventd.
657  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
658  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
659  * lock.
660  */
661 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
662 {
663         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
664
665         /*
666          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
667          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
668          * at that time.
669          */
670         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
671                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
672                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
673         }
674 }
675
676 static struct array_cache *alloc_arraycache(int cpu, int entries,
677                                                 int batchcount)
678 {
679         int memsize = sizeof(void*)*entries+sizeof(struct array_cache);
680         struct array_cache *nc = NULL;
681
682         if (cpu == -1)
683                 nc = kmalloc(memsize, GFP_KERNEL);
684         else
685                 nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
686
687         if (nc) {
688                 nc->avail = 0;
689                 nc->limit = entries;
690                 nc->batchcount = batchcount;
691                 nc->touched = 0;
692         }
693         return nc;
694 }
695
696 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
697                                   unsigned long action, void *hcpu)
698 {
699         long cpu = (long)hcpu;
700         kmem_cache_t* cachep;
701
702         switch (action) {
703         case CPU_UP_PREPARE:
704                 down(&cache_chain_sem);
705                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
706                         struct array_cache *nc;
707
708                         nc = alloc_arraycache(cpu, cachep->limit, cachep->batchcount);
709                         if (!nc)
710                                 goto bad;
711
712                         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
713                         cachep->array[cpu] = nc;
714                         cachep->free_limit = (1+num_online_cpus())*cachep->batchcount
715                                                 + cachep->num;
716                         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
717
718                 }
719                 up(&cache_chain_sem);
720                 break;
721         case CPU_ONLINE:
722                 start_cpu_timer(cpu);
723                 break;
724 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
725         case CPU_DEAD:
726                 /* fall thru */
727         case CPU_UP_CANCELED:
728                 down(&cache_chain_sem);
729
730                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
731                         struct array_cache *nc;
732
733                         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
734                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
735                         nc = cachep->array[cpu];
736                         cachep->array[cpu] = NULL;
737                         cachep->free_limit -= cachep->batchcount;
738                         free_block(cachep, ac_entry(nc), nc->avail);
739                         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
740                         kfree(nc);
741                 }
742                 up(&cache_chain_sem);
743                 break;
744 #endif
745         }
746         return NOTIFY_OK;
747 bad:
748         up(&cache_chain_sem);
749         return NOTIFY_BAD;
750 }
751
752 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
753
754 /* Initialisation.
755  * Called after the gfp() functions have been enabled, and before smp_init().
756  */
757 void __init kmem_cache_init(void)
758 {
759         size_t left_over;
760         struct cache_sizes *sizes;
761         struct cache_names *names;
762
763         /*
764          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
765          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
766          */
767         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
768                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
769
770         
771         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
772          * from caches that do not exist yet:
773          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the kmem_cache_t
774          *    structures of all caches, except cache_cache itself: cache_cache
775          *    is statically allocated.
776          *    Initially an __init data area is used for the head array, it's
777          *    replaced with a kmalloc allocated array at the end of the bootstrap.
778          * 2) Create the first kmalloc cache.
779          *    The kmem_cache_t for the new cache is allocated normally. An __init
780          *    data area is used for the head array.
781          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized head arrays.
782          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
783          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
784          * 5) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
785          */
786
787         /* 1) create the cache_cache */
788         init_MUTEX(&cache_chain_sem);
789         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
790         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
791         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
792         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
793
794         cache_cache.objsize = ALIGN(cache_cache.objsize, cache_line_size());
795
796         cache_estimate(0, cache_cache.objsize, cache_line_size(), 0,
797                                 &left_over, &cache_cache.num);
798         if (!cache_cache.num)
799                 BUG();
800
801         cache_cache.colour = left_over/cache_cache.colour_off;
802         cache_cache.colour_next = 0;
803         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num*sizeof(kmem_bufctl_t) +
804                                 sizeof(struct slab), cache_line_size());
805
806         /* 2+3) create the kmalloc caches */
807         sizes = malloc_sizes;
808         names = cache_names;
809
810         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
811                 /* For performance, all the general caches are L1 aligned.
812                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
813                  * eliminates "false sharing".
814                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
815                  * allow tighter packing of the smaller caches. */
816                 sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
817                         sizes->cs_size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
818                         (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_PANIC), NULL, NULL);
819
820                 /* Inc off-slab bufctl limit until the ceiling is hit. */
821                 if (!(OFF_SLAB(sizes->cs_cachep))) {
822                         offslab_limit = sizes->cs_size-sizeof(struct slab);
823                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
824                 }
825
826                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
827                         sizes->cs_size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
828                         (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_CACHE_DMA | SLAB_PANIC),
829                         NULL, NULL);
830
831                 sizes++;
832                 names++;
833         }
834         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
835         {
836                 void * ptr;
837                 
838                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
839                 local_irq_disable();
840                 BUG_ON(ac_data(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
841                 memcpy(ptr, ac_data(&cache_cache), sizeof(struct arraycache_init));
842                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
843                 local_irq_enable();
844         
845                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
846                 local_irq_disable();
847                 BUG_ON(ac_data(malloc_sizes[0].cs_cachep) != &initarray_generic.cache);
848                 memcpy(ptr, ac_data(malloc_sizes[0].cs_cachep),
849                                 sizeof(struct arraycache_init));
850                 malloc_sizes[0].cs_cachep->array[smp_processor_id()] = ptr;
851                 local_irq_enable();
852         }
853
854         /* 5) resize the head arrays to their final sizes */
855         {
856                 kmem_cache_t *cachep;
857                 down(&cache_chain_sem);
858                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
859                         enable_cpucache(cachep);
860                 up(&cache_chain_sem);
861         }
862
863         /* Done! */
864         g_cpucache_up = FULL;
865
866         /* Register a cpu startup notifier callback
867          * that initializes ac_data for all new cpus
868          */
869         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
870         
871
872         /* The reap timers are started later, with a module init call:
873          * That part of the kernel is not yet operational.
874          */
875 }
876
877 static int __init cpucache_init(void)
878 {
879         int cpu;
880
881         /* 
882          * Register the timers that return unneeded
883          * pages to gfp.
884          */
885         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
886                 if (cpu_online(cpu))
887                         start_cpu_timer(cpu);
888         }
889
890         return 0;
891 }
892
893 __initcall(cpucache_init);
894
895 /*
896  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
897  *
898  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
899  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
900  * would be relatively rare and ignorable.
901  */
902 static void *kmem_getpages(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags, int nodeid)
903 {
904         struct page *page;
905         void *addr;
906         int i;
907
908         flags |= cachep->gfpflags;
909         if (likely(nodeid == -1)) {
910                 page = alloc_pages(flags, cachep->gfporder);
911         } else {
912                 page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
913         }
914         if (!page)
915                 return NULL;
916         addr = page_address(page);
917
918         i = (1 << cachep->gfporder);
919         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
920                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
921         add_page_state(nr_slab, i);
922         while (i--) {
923                 SetPageSlab(page);
924                 page++;
925         }
926         return addr;
927 }
928
929 /*
930  * Interface to system's page release.
931  */
932 static void kmem_freepages(kmem_cache_t *cachep, void *addr)
933 {
934         unsigned long i = (1<<cachep->gfporder);
935         struct page *page = virt_to_page(addr);
936         const unsigned long nr_freed = i;
937
938         while (i--) {
939                 if (!TestClearPageSlab(page))
940                         BUG();
941                 page++;
942         }
943         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
944         if (current->reclaim_state)
945                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
946         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
947         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) 
948                 atomic_sub(1<<cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
949 }
950
951 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
952 {
953         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *) head;
954         kmem_cache_t *cachep = slab_rcu->cachep;
955
956         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
957         if (OFF_SLAB(cachep))
958                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
959 }
960
961 #if DEBUG
962
963 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
964 static void store_stackinfo(kmem_cache_t *cachep, unsigned long *addr,
965                                 unsigned long caller)
966 {
967         int size = obj_reallen(cachep);
968
969         addr = (unsigned long *)&((char*)addr)[obj_dbghead(cachep)];
970
971         if (size < 5*sizeof(unsigned long))
972                 return;
973
974         *addr++=0x12345678;
975         *addr++=caller;
976         *addr++=smp_processor_id();
977         size -= 3*sizeof(unsigned long);
978         {
979                 unsigned long *sptr = &caller;
980                 unsigned long svalue;
981
982                 while (!kstack_end(sptr)) {
983                         svalue = *sptr++;
984                         if (kernel_text_address(svalue)) {
985                                 *addr++=svalue;
986                                 size -= sizeof(unsigned long);
987                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
988                                         break;
989                         }
990                 }
991
992         }
993         *addr++=0x87654321;
994 }
995 #endif
996
997 static void poison_obj(kmem_cache_t *cachep, void *addr, unsigned char val)
998 {
999         int size = obj_reallen(cachep);
1000         addr = &((char*)addr)[obj_dbghead(cachep)];
1001
1002         memset(addr, val, size);
1003         *(unsigned char *)(addr+size-1) = POISON_END;
1004 }
1005
1006 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1007 {
1008         int i;
1009         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1010         for (i=0;i<limit;i++) {
1011                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset+i]);
1012         }
1013         printk("\n");
1014 }
1015 #endif
1016
1017 #if DEBUG
1018
1019 static void print_objinfo(kmem_cache_t *cachep, void *objp, int lines)
1020 {
1021         int i, size;
1022         char *realobj;
1023
1024         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1025                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1026                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1027                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1028         }
1029
1030         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1031                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1032                                 *dbg_userword(cachep, objp));
1033                 print_symbol("(%s)",
1034                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1035                 printk("\n");
1036         }
1037         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1038         size = obj_reallen(cachep);
1039         for (i=0; i<size && lines;i+=16, lines--) {
1040                 int limit;
1041                 limit = 16;
1042                 if (i+limit > size)
1043                         limit = size-i;
1044                 dump_line(realobj, i, limit);
1045         }
1046 }
1047
1048 static void check_poison_obj(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
1049 {
1050         char *realobj;
1051         int size, i;
1052         int lines = 0;
1053
1054         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1055         size = obj_reallen(cachep);
1056
1057         for (i=0;i<size;i++) {
1058                 char exp = POISON_FREE;
1059                 if (i == size-1)
1060                         exp = POISON_END;
1061                 if (realobj[i] != exp) {
1062                         int limit;
1063                         /* Mismatch ! */
1064                         /* Print header */
1065                         if (lines == 0) {
1066                                 printk(KERN_ERR "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1067                                                 realobj, size);
1068                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1069                         }
1070                         /* Hexdump the affected line */
1071                         i = (i/16)*16;
1072                         limit = 16;
1073                         if (i+limit > size)
1074                                 limit = size-i;
1075                         dump_line(realobj, i, limit);
1076                         i += 16;
1077                         lines++;
1078                         /* Limit to 5 lines */
1079                         if (lines > 5)
1080                                 break;
1081                 }
1082         }
1083         if (lines != 0) {
1084                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1085                  * exist:
1086                  */
1087                 struct slab *slabp = GET_PAGE_SLAB(virt_to_page(objp));
1088                 int objnr;
1089
1090                 objnr = (objp-slabp->s_mem)/cachep->objsize;
1091                 if (objnr) {
1092                         objp = slabp->s_mem+(objnr-1)*cachep->objsize;
1093                         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1094                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1095                                                 realobj, size);
1096                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1097                 }
1098                 if (objnr+1 < cachep->num) {
1099                         objp = slabp->s_mem+(objnr+1)*cachep->objsize;
1100                         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1101                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1102                                                 realobj, size);
1103                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1104                 }
1105         }
1106 }
1107 #endif
1108
1109 /* Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1110  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.
1111  * The cache-lock is not held/needed.
1112  */
1113 static void slab_destroy (kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp)
1114 {
1115         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1116
1117 #if DEBUG
1118         int i;
1119         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1120                 void *objp = slabp->s_mem + cachep->objsize * i;
1121
1122                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1123 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1124                         if ((cachep->objsize%PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep))
1125                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE,1);
1126                         else
1127                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1128 #else
1129                         check_poison_obj(cachep, objp);
1130 #endif
1131                 }
1132                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1133                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1134                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1135                                                         "was overwritten");
1136                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1137                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1138                                                         "was overwritten");
1139                 }
1140                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1141                         (cachep->dtor)(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, 0);
1142         }
1143 #else
1144         if (cachep->dtor) {
1145                 int i;
1146                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1147                         void* objp = slabp->s_mem+cachep->objsize*i;
1148                         (cachep->dtor)(objp, cachep, 0);
1149                 }
1150         }
1151 #endif
1152
1153         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1154                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1155
1156                 slab_rcu = (struct slab_rcu *) slabp;
1157                 slab_rcu->cachep = cachep;
1158                 slab_rcu->addr = addr;
1159                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1160         } else {
1161                 kmem_freepages(cachep, addr);
1162                 if (OFF_SLAB(cachep))
1163                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1164         }
1165 }
1166
1167 /**
1168  * kmem_cache_create - Create a cache.
1169  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1170  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1171  * @align: The required alignment for the objects.
1172  * @flags: SLAB flags
1173  * @ctor: A constructor for the objects.
1174  * @dtor: A destructor for the objects.
1175  *
1176  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1177  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1178  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1179  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1180  *
1181  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1182  * the module calling this has to destroy the cache before getting 
1183  * unloaded.
1184  * 
1185  * The flags are
1186  *
1187  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1188  * to catch references to uninitialised memory.
1189  *
1190  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1191  * for buffer overruns.
1192  *
1193  * %SLAB_NO_REAP - Don't automatically reap this cache when we're under
1194  * memory pressure.
1195  *
1196  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1197  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1198  * as davem.
1199  */
1200 kmem_cache_t *
1201 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1202         unsigned long flags, void (*ctor)(void*, kmem_cache_t *, unsigned long),
1203         void (*dtor)(void*, kmem_cache_t *, unsigned long))
1204 {
1205         size_t left_over, slab_size, ralign;
1206         kmem_cache_t *cachep = NULL;
1207
1208         /*
1209          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1210          */
1211         if ((!name) ||
1212                 in_interrupt() ||
1213                 (size < BYTES_PER_WORD) ||
1214                 (size > (1<<MAX_OBJ_ORDER)*PAGE_SIZE) ||
1215                 (dtor && !ctor)) {
1216                         printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n",
1217                                         __FUNCTION__, name);
1218                         BUG();
1219                 }
1220
1221 #if DEBUG
1222         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1223         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1224                 /* No constructor, but inital state check requested */
1225                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1226                                 "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1227                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1228         }
1229
1230 #if FORCED_DEBUG
1231         /*
1232          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1233          * large objects, if the increased size would increase the object size
1234          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1235          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1236          */
1237         if ((size < 4096 || fls(size-1) == fls(size-1+3*BYTES_PER_WORD)))
1238                 flags |= SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER;
1239         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1240                 flags |= SLAB_POISON;
1241 #endif
1242         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1243                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
1244 #endif
1245         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1246                 BUG_ON(dtor);
1247
1248         /*
1249          * Always checks flags, a caller might be expecting debug
1250          * support which isn't available.
1251          */
1252         if (flags & ~CREATE_MASK)
1253                 BUG();
1254
1255         /* Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1256          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1257          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1258          */
1259         if (size & (BYTES_PER_WORD-1)) {
1260                 size += (BYTES_PER_WORD-1);
1261                 size &= ~(BYTES_PER_WORD-1);
1262         }
1263
1264         /* calculate out the final buffer alignment: */
1265         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
1266         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1267                 /* Default alignment: as specified by the arch code.
1268                  * Except if an object is really small, then squeeze multiple
1269                  * objects into one cacheline.
1270                  */
1271                 ralign = cache_line_size();
1272                 while (size <= ralign/2)
1273                         ralign /= 2;
1274         } else {
1275                 ralign = BYTES_PER_WORD;
1276         }
1277         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
1278         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
1279                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1280                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1281                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER);
1282         }
1283         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
1284         if (ralign < align) {
1285                 ralign = align;
1286                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1287                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER);
1288         }
1289         /* 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
1290          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
1291          */
1292         align = ralign;
1293
1294         /* Get cache's description obj. */
1295         cachep = (kmem_cache_t *) kmem_cache_alloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
1296         if (!cachep)
1297                 goto opps;
1298         memset(cachep, 0, sizeof(kmem_cache_t));
1299
1300 #if DEBUG
1301         cachep->reallen = size;
1302
1303         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1304                 /* redzoning only works with word aligned caches */
1305                 align = BYTES_PER_WORD;
1306
1307                 /* add space for red zone words */
1308                 cachep->dbghead += BYTES_PER_WORD;
1309                 size += 2*BYTES_PER_WORD;
1310         }
1311         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
1312                 /* user store requires word alignment and
1313                  * one word storage behind the end of the real
1314                  * object.
1315                  */
1316                 align = BYTES_PER_WORD;
1317                 size += BYTES_PER_WORD;
1318         }
1319 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
1320         if (size > 128 && cachep->reallen > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
1321                 cachep->dbghead += PAGE_SIZE - size;
1322                 size = PAGE_SIZE;
1323         }
1324 #endif
1325 #endif
1326
1327         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
1328         if (size >= (PAGE_SIZE>>3))
1329                 /*
1330                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
1331                  * off-slab (should allow better packing of objs).
1332                  */
1333                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
1334
1335         size = ALIGN(size, align);
1336
1337         if ((flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) && size <= PAGE_SIZE) {
1338                 /*
1339                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1340                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1341                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1342                  */
1343                 cachep->gfporder = 0;
1344                 cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1345                                         &left_over, &cachep->num);
1346         } else {
1347                 /*
1348                  * Calculate size (in pages) of slabs, and the num of objs per
1349                  * slab.  This could be made much more intelligent.  For now,
1350                  * try to avoid using high page-orders for slabs.  When the
1351                  * gfp() funcs are more friendly towards high-order requests,
1352                  * this should be changed.
1353                  */
1354                 do {
1355                         unsigned int break_flag = 0;
1356 cal_wastage:
1357                         cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1358                                                 &left_over, &cachep->num);
1359                         if (break_flag)
1360                                 break;
1361                         if (cachep->gfporder >= MAX_GFP_ORDER)
1362                                 break;
1363                         if (!cachep->num)
1364                                 goto next;
1365                         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB &&
1366                                         cachep->num > offslab_limit) {
1367                                 /* This num of objs will cause problems. */
1368                                 cachep->gfporder--;
1369                                 break_flag++;
1370                                 goto cal_wastage;
1371                         }
1372
1373                         /*
1374                          * Large num of objs is good, but v. large slabs are
1375                          * currently bad for the gfp()s.
1376                          */
1377                         if (cachep->gfporder >= slab_break_gfp_order)
1378                                 break;
1379
1380                         if ((left_over*8) <= (PAGE_SIZE<<cachep->gfporder))
1381                                 break;  /* Acceptable internal fragmentation. */
1382 next:
1383                         cachep->gfporder++;
1384                 } while (1);
1385         }
1386
1387         if (!cachep->num) {
1388                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
1389                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1390                 cachep = NULL;
1391                 goto opps;
1392         }
1393         slab_size = ALIGN(cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t)
1394                                 + sizeof(struct slab), align);
1395
1396         /*
1397          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1398          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1399          */
1400         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
1401                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
1402                 left_over -= slab_size;
1403         }
1404
1405         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1406                 /* really off slab. No need for manual alignment */
1407                 slab_size = cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t)+sizeof(struct slab);
1408         }
1409
1410         cachep->colour_off = cache_line_size();
1411         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
1412         if (cachep->colour_off < align)
1413                 cachep->colour_off = align;
1414         cachep->colour = left_over/cachep->colour_off;
1415         cachep->slab_size = slab_size;
1416         cachep->flags = flags;
1417         cachep->gfpflags = 0;
1418         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
1419                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
1420         spin_lock_init(&cachep->spinlock);
1421         cachep->objsize = size;
1422         /* NUMA */
1423         INIT_LIST_HEAD(&cachep->lists.slabs_full);
1424         INIT_LIST_HEAD(&cachep->lists.slabs_partial);
1425         INIT_LIST_HEAD(&cachep->lists.slabs_free);
1426
1427         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
1428                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size,0);
1429         cachep->ctor = ctor;
1430         cachep->dtor = dtor;
1431         cachep->name = name;
1432
1433         /* Don't let CPUs to come and go */
1434         lock_cpu_hotplug();
1435
1436         if (g_cpucache_up == FULL) {
1437                 enable_cpucache(cachep);
1438         } else {
1439                 if (g_cpucache_up == NONE) {
1440                         /* Note: the first kmem_cache_create must create
1441                          * the cache that's used by kmalloc(24), otherwise
1442                          * the creation of further caches will BUG().
1443                          */
1444                         cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
1445                         g_cpucache_up = PARTIAL;
1446                 } else {
1447                         cachep->array[smp_processor_id()] = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init),GFP_KERNEL);
1448                 }
1449                 BUG_ON(!ac_data(cachep));
1450                 ac_data(cachep)->avail = 0;
1451                 ac_data(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1452                 ac_data(cachep)->batchcount = 1;
1453                 ac_data(cachep)->touched = 0;
1454                 cachep->batchcount = 1;
1455                 cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1456                 cachep->free_limit = (1+num_online_cpus())*cachep->batchcount
1457                                         + cachep->num;
1458         } 
1459
1460         cachep->lists.next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1461                                         ((unsigned long)cachep)%REAPTIMEOUT_LIST3;
1462
1463         /* Need the semaphore to access the chain. */
1464         down(&cache_chain_sem);
1465         {
1466                 struct list_head *p;
1467                 mm_segment_t old_fs;
1468
1469                 old_fs = get_fs();
1470                 set_fs(KERNEL_DS);
1471                 list_for_each(p, &cache_chain) {
1472                         kmem_cache_t *pc = list_entry(p, kmem_cache_t, next);
1473                         char tmp;
1474                         /* This happens when the module gets unloaded and doesn't
1475                            destroy its slab cache and noone else reuses the vmalloc
1476                            area of the module. Print a warning. */
1477                         if (__get_user(tmp,pc->name)) { 
1478                                 printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n", 
1479                                         pc->objsize); 
1480                                 continue; 
1481                         }       
1482                         if (!strcmp(pc->name,name)) { 
1483                                 printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n",name); 
1484                                 up(&cache_chain_sem); 
1485                                 unlock_cpu_hotplug();
1486                                 BUG(); 
1487                         }       
1488                 }
1489                 set_fs(old_fs);
1490         }
1491
1492         /* cache setup completed, link it into the list */
1493         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
1494         up(&cache_chain_sem);
1495         unlock_cpu_hotplug();
1496 opps:
1497         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
1498                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
1499                         name);
1500         return cachep;
1501 }
1502 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
1503
1504 #if DEBUG
1505 static void check_irq_off(void)
1506 {
1507         BUG_ON(!irqs_disabled());
1508 }
1509
1510 static void check_irq_on(void)
1511 {
1512         BUG_ON(irqs_disabled());
1513 }
1514
1515 static void check_spinlock_acquired(kmem_cache_t *cachep)
1516 {
1517 #ifdef CONFIG_SMP
1518         check_irq_off();
1519         BUG_ON(spin_trylock(&cachep->spinlock));
1520 #endif
1521 }
1522 #else
1523 #define check_irq_off() do { } while(0)
1524 #define check_irq_on()  do { } while(0)
1525 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
1526 #endif
1527
1528 /*
1529  * Waits for all CPUs to execute func().
1530  */
1531 static void smp_call_function_all_cpus(void (*func) (void *arg), void *arg)
1532 {
1533         check_irq_on();
1534         preempt_disable();
1535
1536         local_irq_disable();
1537         func(arg);
1538         local_irq_enable();
1539
1540         if (smp_call_function(func, arg, 1, 1))
1541                 BUG();
1542
1543         preempt_enable();
1544 }
1545
1546 static void drain_array_locked(kmem_cache_t* cachep,
1547                                 struct array_cache *ac, int force);
1548
1549 static void do_drain(void *arg)
1550 {
1551         kmem_cache_t *cachep = (kmem_cache_t*)arg;
1552         struct array_cache *ac;
1553
1554         check_irq_off();
1555         ac = ac_data(cachep);
1556         spin_lock(&cachep->spinlock);
1557         free_block(cachep, &ac_entry(ac)[0], ac->avail);
1558         spin_unlock(&cachep->spinlock);
1559         ac->avail = 0;
1560 }
1561
1562 static void drain_cpu_caches(kmem_cache_t *cachep)
1563 {
1564         smp_call_function_all_cpus(do_drain, cachep);
1565         check_irq_on();
1566         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1567         if (cachep->lists.shared)
1568                 drain_array_locked(cachep, cachep->lists.shared, 1);
1569         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1570 }
1571
1572
1573 /* NUMA shrink all list3s */
1574 static int __cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
1575 {
1576         struct slab *slabp;
1577         int ret;
1578
1579         drain_cpu_caches(cachep);
1580
1581         check_irq_on();
1582         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1583
1584         for(;;) {
1585                 struct list_head *p;
1586
1587                 p = cachep->lists.slabs_free.prev;
1588                 if (p == &cachep->lists.slabs_free)
1589                         break;
1590
1591                 slabp = list_entry(cachep->lists.slabs_free.prev, struct slab, list);
1592 #if DEBUG
1593                 if (slabp->inuse)
1594                         BUG();
1595 #endif
1596                 list_del(&slabp->list);
1597
1598                 cachep->lists.free_objects -= cachep->num;
1599                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1600                 slab_destroy(cachep, slabp);
1601                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1602         }
1603         ret = !list_empty(&cachep->lists.slabs_full) ||
1604                 !list_empty(&cachep->lists.slabs_partial);
1605         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1606         return ret;
1607 }
1608
1609 /**
1610  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
1611  * @cachep: The cache to shrink.
1612  *
1613  * Releases as many slabs as possible for a cache.
1614  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
1615  */
1616 int kmem_cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
1617 {
1618         if (!cachep || in_interrupt())
1619                 BUG();
1620
1621         return __cache_shrink(cachep);
1622 }
1623 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
1624
1625 /**
1626  * kmem_cache_destroy - delete a cache
1627  * @cachep: the cache to destroy
1628  *
1629  * Remove a kmem_cache_t object from the slab cache.
1630  * Returns 0 on success.
1631  *
1632  * It is expected this function will be called by a module when it is
1633  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
1634  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
1635  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
1636  *
1637  * The cache must be empty before calling this function.
1638  *
1639  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
1640  * during the kmem_cache_destroy().
1641  */
1642 int kmem_cache_destroy(kmem_cache_t * cachep)
1643 {
1644         int i;
1645
1646         if (!cachep || in_interrupt())
1647                 BUG();
1648
1649         /* Don't let CPUs to come and go */
1650         lock_cpu_hotplug();
1651
1652         /* Find the cache in the chain of caches. */
1653         down(&cache_chain_sem);
1654         /*
1655          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
1656          */
1657         list_del(&cachep->next);
1658         up(&cache_chain_sem);
1659
1660         if (__cache_shrink(cachep)) {
1661                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
1662                 down(&cache_chain_sem);
1663                 list_add(&cachep->next,&cache_chain);
1664                 up(&cache_chain_sem);
1665                 unlock_cpu_hotplug();
1666                 return 1;
1667         }
1668
1669         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1670                 synchronize_rcu();
1671
1672         /* no cpu_online check required here since we clear the percpu
1673          * array on cpu offline and set this to NULL.
1674          */
1675         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++)
1676                 kfree(cachep->array[i]);
1677
1678         /* NUMA: free the list3 structures */
1679         kfree(cachep->lists.shared);
1680         cachep->lists.shared = NULL;
1681         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1682
1683         unlock_cpu_hotplug();
1684
1685         return 0;
1686 }
1687 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
1688
1689 /* Get the memory for a slab management obj. */
1690 static struct slab* alloc_slabmgmt(kmem_cache_t *cachep,
1691                         void *objp, int colour_off, unsigned int __nocast local_flags)
1692 {
1693         struct slab *slabp;
1694         
1695         if (OFF_SLAB(cachep)) {
1696                 /* Slab management obj is off-slab. */
1697                 slabp = kmem_cache_alloc(cachep->slabp_cache, local_flags);
1698                 if (!slabp)
1699                         return NULL;
1700         } else {
1701                 slabp = objp+colour_off;
1702                 colour_off += cachep->slab_size;
1703         }
1704         slabp->inuse = 0;
1705         slabp->colouroff = colour_off;
1706         slabp->s_mem = objp+colour_off;
1707
1708         return slabp;
1709 }
1710
1711 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
1712 {
1713         return (kmem_bufctl_t *)(slabp+1);
1714 }
1715
1716 static void cache_init_objs(kmem_cache_t *cachep,
1717                         struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
1718 {
1719         int i;
1720
1721         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1722                 void* objp = slabp->s_mem+cachep->objsize*i;
1723 #if DEBUG
1724                 /* need to poison the objs? */
1725                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
1726                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
1727                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
1728                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
1729
1730                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1731                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1732                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1733                 }
1734                 /*
1735                  * Constructors are not allowed to allocate memory from
1736                  * the same cache which they are a constructor for.
1737                  * Otherwise, deadlock. They must also be threaded.
1738                  */
1739                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1740                         cachep->ctor(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, ctor_flags);
1741
1742                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1743                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1744                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
1745                                                         " end of an object");
1746                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1747                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
1748                                                         " start of an object");
1749                 }
1750                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
1751                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 0);
1752 #else
1753                 if (cachep->ctor)
1754                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
1755 #endif
1756                 slab_bufctl(slabp)[i] = i+1;
1757         }
1758         slab_bufctl(slabp)[i-1] = BUFCTL_END;
1759         slabp->free = 0;
1760 }
1761
1762 static void kmem_flagcheck(kmem_cache_t *cachep, unsigned int flags)
1763 {
1764         if (flags & SLAB_DMA) {
1765                 if (!(cachep->gfpflags & GFP_DMA))
1766                         BUG();
1767         } else {
1768                 if (cachep->gfpflags & GFP_DMA)
1769                         BUG();
1770         }
1771 }
1772
1773 static void set_slab_attr(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp, void *objp)
1774 {
1775         int i;
1776         struct page *page;
1777
1778         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
1779         i = 1 << cachep->gfporder;
1780         page = virt_to_page(objp);
1781         do {
1782                 SET_PAGE_CACHE(page, cachep);
1783                 SET_PAGE_SLAB(page, slabp);
1784                 page++;
1785         } while (--i);
1786 }
1787
1788 /*
1789  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
1790  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
1791  */
1792 static int cache_grow(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags, int nodeid)
1793 {
1794         struct slab     *slabp;
1795         void            *objp;
1796         size_t           offset;
1797         unsigned int     local_flags;
1798         unsigned long    ctor_flags;
1799
1800         /* Be lazy and only check for valid flags here,
1801          * keeping it out of the critical path in kmem_cache_alloc().
1802          */
1803         if (flags & ~(SLAB_DMA|SLAB_LEVEL_MASK|SLAB_NO_GROW))
1804                 BUG();
1805         if (flags & SLAB_NO_GROW)
1806                 return 0;
1807
1808         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
1809         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
1810         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
1811                 /*
1812                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
1813                  * this - it might need to know...
1814                  */
1815                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
1816
1817         /* About to mess with non-constant members - lock. */
1818         check_irq_off();
1819         spin_lock(&cachep->spinlock);
1820
1821         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
1822         offset = cachep->colour_next;
1823         cachep->colour_next++;
1824         if (cachep->colour_next >= cachep->colour)
1825                 cachep->colour_next = 0;
1826         offset *= cachep->colour_off;
1827
1828         spin_unlock(&cachep->spinlock);
1829
1830         if (local_flags & __GFP_WAIT)
1831                 local_irq_enable();
1832
1833         /*
1834          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
1835          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
1836          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
1837          * will eventually be caught here (where it matters).
1838          */
1839         kmem_flagcheck(cachep, flags);
1840
1841
1842         /* Get mem for the objs. */
1843         if (!(objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid)))
1844                 goto failed;
1845
1846         /* Get slab management. */
1847         if (!(slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags)))
1848                 goto opps1;
1849
1850         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
1851
1852         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
1853
1854         if (local_flags & __GFP_WAIT)
1855                 local_irq_disable();
1856         check_irq_off();
1857         spin_lock(&cachep->spinlock);
1858
1859         /* Make slab active. */
1860         list_add_tail(&slabp->list, &(list3_data(cachep)->slabs_free));
1861         STATS_INC_GROWN(cachep);
1862         list3_data(cachep)->free_objects += cachep->num;
1863         spin_unlock(&cachep->spinlock);
1864         return 1;
1865 opps1:
1866         kmem_freepages(cachep, objp);
1867 failed:
1868         if (local_flags & __GFP_WAIT)
1869                 local_irq_disable();
1870         return 0;
1871 }
1872
1873 #if DEBUG
1874
1875 /*
1876  * Perform extra freeing checks:
1877  * - detect bad pointers.
1878  * - POISON/RED_ZONE checking
1879  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
1880  */
1881 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
1882 {
1883         struct page *page;
1884
1885         if (!virt_addr_valid(objp)) {
1886                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
1887                         (unsigned long)objp);   
1888                 BUG();  
1889         }
1890         page = virt_to_page(objp);
1891         if (!PageSlab(page)) {
1892                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n", (unsigned long)objp);
1893                 BUG();
1894         }
1895 }
1896
1897 static void *cache_free_debugcheck(kmem_cache_t *cachep, void *objp,
1898                                         void *caller)
1899 {
1900         struct page *page;
1901         unsigned int objnr;
1902         struct slab *slabp;
1903
1904         objp -= obj_dbghead(cachep);
1905         kfree_debugcheck(objp);
1906         page = virt_to_page(objp);
1907
1908         if (GET_PAGE_CACHE(page) != cachep) {
1909                 printk(KERN_ERR "mismatch in kmem_cache_free: expected cache %p, got %p\n",
1910                                 GET_PAGE_CACHE(page),cachep);
1911                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
1912                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", GET_PAGE_CACHE(page), GET_PAGE_CACHE(page)->name);
1913                 WARN_ON(1);
1914         }
1915         slabp = GET_PAGE_SLAB(page);
1916
1917         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1918                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
1919                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
1920                                                 " object was overwritten");
1921                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
1922                                         objp, *dbg_redzone1(cachep, objp), *dbg_redzone2(cachep, objp));
1923                 }
1924                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1925                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1926         }
1927         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
1928                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
1929
1930         objnr = (objp-slabp->s_mem)/cachep->objsize;
1931
1932         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
1933         BUG_ON(objp != slabp->s_mem + objnr*cachep->objsize);
1934
1935         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
1936                 /* Need to call the slab's constructor so the
1937                  * caller can perform a verify of its state (debugging).
1938                  * Called without the cache-lock held.
1939                  */
1940                 cachep->ctor(objp+obj_dbghead(cachep),
1941                                         cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR|SLAB_CTOR_VERIFY);
1942         }
1943         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
1944                 /* we want to cache poison the object,
1945                  * call the destruction callback
1946                  */
1947                 cachep->dtor(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, 0);
1948         }
1949         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1950 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1951                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)) {
1952                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
1953                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 0);
1954                 } else {
1955                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
1956                 }
1957 #else
1958                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
1959 #endif
1960         }
1961         return objp;
1962 }
1963
1964 static void check_slabp(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp)
1965 {
1966         kmem_bufctl_t i;
1967         int entries = 0;
1968         
1969         check_spinlock_acquired(cachep);
1970         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
1971         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
1972                 entries++;
1973                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
1974                         goto bad;
1975         }
1976         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
1977 bad:
1978                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
1979                                 cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
1980                 for (i=0;i<sizeof(slabp)+cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t);i++) {
1981                         if ((i%16)==0)
1982                                 printk("\n%03x:", i);
1983                         printk(" %02x", ((unsigned char*)slabp)[i]);
1984                 }
1985                 printk("\n");
1986                 BUG();
1987         }
1988 }
1989 #else
1990 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
1991 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
1992 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
1993 #endif
1994
1995 static void *cache_alloc_refill(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags)
1996 {
1997         int batchcount;
1998         struct kmem_list3 *l3;
1999         struct array_cache *ac;
2000
2001         check_irq_off();
2002         ac = ac_data(cachep);
2003 retry:
2004         batchcount = ac->batchcount;
2005         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2006                 /* if there was little recent activity on this
2007                  * cache, then perform only a partial refill.
2008                  * Otherwise we could generate refill bouncing.
2009                  */
2010                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2011         }
2012         l3 = list3_data(cachep);
2013
2014         BUG_ON(ac->avail > 0);
2015         spin_lock(&cachep->spinlock);
2016         if (l3->shared) {
2017                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2018                 if (shared_array->avail) {
2019                         if (batchcount > shared_array->avail)
2020                                 batchcount = shared_array->avail;
2021                         shared_array->avail -= batchcount;
2022                         ac->avail = batchcount;
2023                         memcpy(ac_entry(ac), &ac_entry(shared_array)[shared_array->avail],
2024                                         sizeof(void*)*batchcount);
2025                         shared_array->touched = 1;
2026                         goto alloc_done;
2027                 }
2028         }
2029         while (batchcount > 0) {
2030                 struct list_head *entry;
2031                 struct slab *slabp;
2032                 /* Get slab alloc is to come from. */
2033                 entry = l3->slabs_partial.next;
2034                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2035                         l3->free_touched = 1;
2036                         entry = l3->slabs_free.next;
2037                         if (entry == &l3->slabs_free)
2038                                 goto must_grow;
2039                 }
2040
2041                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2042                 check_slabp(cachep, slabp);
2043                 check_spinlock_acquired(cachep);
2044                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2045                         kmem_bufctl_t next;
2046                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2047                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2048                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2049
2050                         /* get obj pointer */
2051                         ac_entry(ac)[ac->avail++] = slabp->s_mem + slabp->free*cachep->objsize;
2052
2053                         slabp->inuse++;
2054                         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2055 #if DEBUG
2056                         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2057 #endif
2058                         slabp->free = next;
2059                 }
2060                 check_slabp(cachep, slabp);
2061
2062                 /* move slabp to correct slabp list: */
2063                 list_del(&slabp->list);
2064                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2065                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2066                 else
2067                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2068         }
2069
2070 must_grow:
2071         l3->free_objects -= ac->avail;
2072 alloc_done:
2073         spin_unlock(&cachep->spinlock);
2074
2075         if (unlikely(!ac->avail)) {
2076                 int x;
2077                 x = cache_grow(cachep, flags, -1);
2078                 
2079                 // cache_grow can reenable interrupts, then ac could change.
2080                 ac = ac_data(cachep);
2081                 if (!x && ac->avail == 0)       // no objects in sight? abort
2082                         return NULL;
2083
2084                 if (!ac->avail)         // objects refilled by interrupt?
2085                         goto retry;
2086         }
2087         ac->touched = 1;
2088         return ac_entry(ac)[--ac->avail];
2089 }
2090
2091 static inline void
2092 cache_alloc_debugcheck_before(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags)
2093 {
2094         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2095 #if DEBUG
2096         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2097 #endif
2098 }
2099
2100 #if DEBUG
2101 static void *
2102 cache_alloc_debugcheck_after(kmem_cache_t *cachep,
2103                         unsigned long flags, void *objp, void *caller)
2104 {
2105         if (!objp)      
2106                 return objp;
2107         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2108 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2109                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2110                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 1);
2111                 else
2112                         check_poison_obj(cachep, objp);
2113 #else
2114                 check_poison_obj(cachep, objp);
2115 #endif
2116                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2117         }
2118         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2119                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2120
2121         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2122                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2123                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2124                                                 " object was overwritten");
2125                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2126                                         objp, *dbg_redzone1(cachep, objp), *dbg_redzone2(cachep, objp));
2127                 }
2128                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2129                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2130         }
2131         objp += obj_dbghead(cachep);
2132         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2133                 unsigned long   ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2134
2135                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2136                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2137
2138                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2139         }       
2140         return objp;
2141 }
2142 #else
2143 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2144 #endif
2145
2146
2147 static inline void *__cache_alloc(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags)
2148 {
2149         unsigned long save_flags;
2150         void* objp;
2151         struct array_cache *ac;
2152
2153         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2154
2155         local_irq_save(save_flags);
2156         ac = ac_data(cachep);
2157         if (likely(ac->avail)) {
2158                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2159                 ac->touched = 1;
2160                 objp = ac_entry(ac)[--ac->avail];
2161         } else {
2162                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2163                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2164         }
2165         local_irq_restore(save_flags);
2166         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, __builtin_return_address(0));
2167         return objp;
2168 }
2169
2170 /* 
2171  * NUMA: different approach needed if the spinlock is moved into
2172  * the l3 structure
2173  */
2174
2175 static void free_block(kmem_cache_t *cachep, void **objpp, int nr_objects)
2176 {
2177         int i;
2178
2179         check_spinlock_acquired(cachep);
2180
2181         /* NUMA: move add into loop */
2182         cachep->lists.free_objects += nr_objects;
2183
2184         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
2185                 void *objp = objpp[i];
2186                 struct slab *slabp;
2187                 unsigned int objnr;
2188
2189                 slabp = GET_PAGE_SLAB(virt_to_page(objp));
2190                 list_del(&slabp->list);
2191                 objnr = (objp - slabp->s_mem) / cachep->objsize;
2192                 check_slabp(cachep, slabp);
2193 #if DEBUG
2194                 if (slab_bufctl(slabp)[objnr] != BUFCTL_FREE) {
2195                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache '%s', objp %p.\n",
2196                                                 cachep->name, objp);
2197                         BUG();
2198                 }
2199 #endif
2200                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2201                 slabp->free = objnr;
2202                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
2203                 slabp->inuse--;
2204                 check_slabp(cachep, slabp);
2205
2206                 /* fixup slab chains */
2207                 if (slabp->inuse == 0) {
2208                         if (cachep->lists.free_objects > cachep->free_limit) {
2209                                 cachep->lists.free_objects -= cachep->num;
2210                                 slab_destroy(cachep, slabp);
2211                         } else {
2212                                 list_add(&slabp->list,
2213                                 &list3_data_ptr(cachep, objp)->slabs_free);
2214                         }
2215                 } else {
2216                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
2217                          * partial list on free - maximum time for the
2218                          * other objects to be freed, too.
2219                          */
2220                         list_add_tail(&slabp->list,
2221                                 &list3_data_ptr(cachep, objp)->slabs_partial);
2222                 }
2223         }
2224 }
2225
2226 static void cache_flusharray(kmem_cache_t *cachep, struct array_cache *ac)
2227 {
2228         int batchcount;
2229
2230         batchcount = ac->batchcount;
2231 #if DEBUG
2232         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
2233 #endif
2234         check_irq_off();
2235         spin_lock(&cachep->spinlock);
2236         if (cachep->lists.shared) {
2237                 struct array_cache *shared_array = cachep->lists.shared;
2238                 int max = shared_array->limit-shared_array->avail;
2239                 if (max) {
2240                         if (batchcount > max)
2241                                 batchcount = max;
2242                         memcpy(&ac_entry(shared_array)[shared_array->avail],
2243                                         &ac_entry(ac)[0],
2244                                         sizeof(void*)*batchcount);
2245                         shared_array->avail += batchcount;
2246                         goto free_done;
2247                 }
2248         }
2249
2250         free_block(cachep, &ac_entry(ac)[0], batchcount);
2251 free_done:
2252 #if STATS
2253         {
2254                 int i = 0;
2255                 struct list_head *p;
2256
2257                 p = list3_data(cachep)->slabs_free.next;
2258                 while (p != &(list3_data(cachep)->slabs_free)) {
2259                         struct slab *slabp;
2260
2261                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2262                         BUG_ON(slabp->inuse);
2263
2264                         i++;
2265                         p = p->next;
2266                 }
2267                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
2268         }
2269 #endif
2270         spin_unlock(&cachep->spinlock);
2271         ac->avail -= batchcount;
2272         memmove(&ac_entry(ac)[0], &ac_entry(ac)[batchcount],
2273                         sizeof(void*)*ac->avail);
2274 }
2275
2276 /*
2277  * __cache_free
2278  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed
2279  * state, it must be in this state _before_ it is released.
2280  *
2281  * Called with disabled ints.
2282  */
2283 static inline void __cache_free(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
2284 {
2285         struct array_cache *ac = ac_data(cachep);
2286
2287         check_irq_off();
2288         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
2289
2290         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
2291                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
2292                 ac_entry(ac)[ac->avail++] = objp;
2293                 return;
2294         } else {
2295                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
2296                 cache_flusharray(cachep, ac);
2297                 ac_entry(ac)[ac->avail++] = objp;
2298         }
2299 }
2300
2301 /**
2302  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
2303  * @cachep: The cache to allocate from.
2304  * @flags: See kmalloc().
2305  *
2306  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
2307  * if the cache has no available objects.
2308  */
2309 void *kmem_cache_alloc(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags)
2310 {
2311         return __cache_alloc(cachep, flags);
2312 }
2313 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2314
2315 /**
2316  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
2317  *      be a slab entry.
2318  * @cachep: the cache we're checking against
2319  * @ptr: pointer to validate
2320  *
2321  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
2322  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
2323  * part of the slab cache in question, but it at least
2324  * validates that the pointer can be dereferenced and
2325  * looks half-way sane.
2326  *
2327  * Currently only used for dentry validation.
2328  */
2329 int fastcall kmem_ptr_validate(kmem_cache_t *cachep, void *ptr)
2330 {
2331         unsigned long addr = (unsigned long) ptr;
2332         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
2333         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD-1;
2334         unsigned long size = cachep->objsize;
2335         struct page *page;
2336
2337         if (unlikely(addr < min_addr))
2338                 goto out;
2339         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
2340                 goto out;
2341         if (unlikely(addr & align_mask))
2342                 goto out;
2343         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
2344                 goto out;
2345         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
2346                 goto out;
2347         page = virt_to_page(ptr);
2348         if (unlikely(!PageSlab(page)))
2349                 goto out;
2350         if (unlikely(GET_PAGE_CACHE(page) != cachep))
2351                 goto out;
2352         return 1;
2353 out:
2354         return 0;
2355 }
2356
2357 #ifdef CONFIG_NUMA
2358 /**
2359  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
2360  * @cachep: The cache to allocate from.
2361  * @flags: See kmalloc().
2362  * @nodeid: node number of the target node.
2363  *
2364  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
2365  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
2366  * can improve the performance for cpu bound structures.
2367  */
2368 void *kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_t *cachep, int flags, int nodeid)
2369 {
2370         int loop;
2371         void *objp;
2372         struct slab *slabp;
2373         kmem_bufctl_t next;
2374
2375         for (loop = 0;;loop++) {
2376                 struct list_head *q;
2377
2378                 objp = NULL;
2379                 check_irq_on();
2380                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2381                 /* walk through all partial and empty slab and find one
2382                  * from the right node */
2383                 list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_partial) {
2384                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2385
2386                         if (page_to_nid(virt_to_page(slabp->s_mem)) == nodeid ||
2387                                         loop > 2)
2388                                 goto got_slabp;
2389                 }
2390                 list_for_each(q, &cachep->lists.slabs_free) {
2391                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2392
2393                         if (page_to_nid(virt_to_page(slabp->s_mem)) == nodeid ||
2394                                         loop > 2)
2395                                 goto got_slabp;
2396                 }
2397                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2398
2399                 local_irq_disable();
2400                 if (!cache_grow(cachep, flags, nodeid)) {
2401                         local_irq_enable();
2402                         return NULL;
2403                 }
2404                 local_irq_enable();
2405         }
2406 got_slabp:
2407         /* found one: allocate object */
2408         check_slabp(cachep, slabp);
2409         check_spinlock_acquired(cachep);
2410
2411         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2412         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2413         STATS_SET_HIGH(cachep);
2414         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
2415
2416         objp = slabp->s_mem + slabp->free*cachep->objsize;
2417
2418         slabp->inuse++;
2419         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2420 #if DEBUG
2421         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2422 #endif
2423         slabp->free = next;
2424         check_slabp(cachep, slabp);
2425
2426         /* move slabp to correct slabp list: */
2427         list_del(&slabp->list);
2428         if (slabp->free == BUFCTL_END)
2429                 list_add(&slabp->list, &cachep->lists.slabs_full);
2430         else
2431                 list_add(&slabp->list, &cachep->lists.slabs_partial);
2432
2433         list3_data(cachep)->free_objects--;
2434         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2435
2436         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, GFP_KERNEL, objp,
2437                                         __builtin_return_address(0));
2438         return objp;
2439 }
2440 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2441
2442 void *kmalloc_node(size_t size, int flags, int node)
2443 {
2444         kmem_cache_t *cachep;
2445
2446         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
2447         if (unlikely(cachep == NULL))
2448                 return NULL;
2449         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
2450 }
2451 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
2452 #endif
2453
2454 /**
2455  * kmalloc - allocate memory
2456  * @size: how many bytes of memory are required.
2457  * @flags: the type of memory to allocate.
2458  *
2459  * kmalloc is the normal method of allocating memory
2460  * in the kernel.
2461  *
2462  * The @flags argument may be one of:
2463  *
2464  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
2465  *
2466  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
2467  *
2468  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
2469  *
2470  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
2471  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
2472  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
2473  * from the first 16MB.
2474  */
2475 void *__kmalloc(size_t size, unsigned int __nocast flags)
2476 {
2477         kmem_cache_t *cachep;
2478
2479         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
2480          * __ with kmem_.
2481          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
2482          * functions.
2483          */
2484         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
2485         if (unlikely(cachep == NULL))
2486                 return NULL;
2487         return __cache_alloc(cachep, flags);
2488 }
2489 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2490
2491 #ifdef CONFIG_SMP
2492 /**
2493  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
2494  * cpu in the system, zeroing them.
2495  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
2496  *
2497  * @size: how many bytes of memory are required.
2498  * @align: the alignment, which can't be greater than SMP_CACHE_BYTES.
2499  */
2500 void *__alloc_percpu(size_t size, size_t align)
2501 {
2502         int i;
2503         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof (*pdata), GFP_KERNEL);
2504
2505         if (!pdata)
2506                 return NULL;
2507
2508         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2509                 if (!cpu_possible(i))
2510                         continue;
2511                 pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL,
2512                                                 cpu_to_node(i));
2513
2514                 if (!pdata->ptrs[i])
2515                         goto unwind_oom;
2516                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
2517         }
2518
2519         /* Catch derefs w/o wrappers */
2520         return (void *) (~(unsigned long) pdata);
2521
2522 unwind_oom:
2523         while (--i >= 0) {
2524                 if (!cpu_possible(i))
2525                         continue;
2526                 kfree(pdata->ptrs[i]);
2527         }
2528         kfree(pdata);
2529         return NULL;
2530 }
2531 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
2532 #endif
2533
2534 /**
2535  * kmem_cache_free - Deallocate an object
2536  * @cachep: The cache the allocation was from.
2537  * @objp: The previously allocated object.
2538  *
2539  * Free an object which was previously allocated from this
2540  * cache.
2541  */
2542 void kmem_cache_free(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
2543 {
2544         unsigned long flags;
2545
2546         local_irq_save(flags);
2547         __cache_free(cachep, objp);
2548         local_irq_restore(flags);
2549 }
2550 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2551
2552 /**
2553  * kcalloc - allocate memory for an array. The memory is set to zero.
2554  * @n: number of elements.
2555  * @size: element size.
2556  * @flags: the type of memory to allocate.
2557  */
2558 void *kcalloc(size_t n, size_t size, unsigned int __nocast flags)
2559 {
2560         void *ret = NULL;
2561
2562         if (n != 0 && size > INT_MAX / n)
2563                 return ret;
2564
2565         ret = kmalloc(n * size, flags);
2566         if (ret)
2567                 memset(ret, 0, n * size);
2568         return ret;
2569 }
2570 EXPORT_SYMBOL(kcalloc);
2571
2572 /**
2573  * kfree - free previously allocated memory
2574  * @objp: pointer returned by kmalloc.
2575  *
2576  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
2577  * or you will run into trouble.
2578  */
2579 void kfree(const void *objp)
2580 {
2581         kmem_cache_t *c;
2582         unsigned long flags;
2583
2584         if (unlikely(!objp))
2585                 return;
2586         local_irq_save(flags);
2587         kfree_debugcheck(objp);
2588         c = GET_PAGE_CACHE(virt_to_page(objp));
2589         __cache_free(c, (void*)objp);
2590         local_irq_restore(flags);
2591 }
2592 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2593
2594 #ifdef CONFIG_SMP
2595 /**
2596  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
2597  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
2598  *
2599  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
2600  * The complemented objp is to check for that.
2601  */
2602 void
2603 free_percpu(const void *objp)
2604 {
2605         int i;
2606         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *) (~(unsigned long) objp);
2607
2608         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2609                 if (!cpu_possible(i))
2610                         continue;
2611                 kfree(p->ptrs[i]);
2612         }
2613         kfree(p);
2614 }
2615 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
2616 #endif
2617
2618 unsigned int kmem_cache_size(kmem_cache_t *cachep)
2619 {
2620         return obj_reallen(cachep);
2621 }
2622 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2623
2624 const char *kmem_cache_name(kmem_cache_t *cachep)
2625 {
2626         return cachep->name;
2627 }
2628 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
2629
2630 struct ccupdate_struct {
2631         kmem_cache_t *cachep;
2632         struct array_cache *new[NR_CPUS];
2633 };
2634
2635 static void do_ccupdate_local(void *info)
2636 {
2637         struct ccupdate_struct *new = (struct ccupdate_struct *)info;
2638         struct array_cache *old;
2639
2640         check_irq_off();
2641         old = ac_data(new->cachep);
2642         
2643         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
2644         new->new[smp_processor_id()] = old;
2645 }
2646
2647
2648 static int do_tune_cpucache(kmem_cache_t *cachep, int limit, int batchcount,
2649                                 int shared)
2650 {
2651         struct ccupdate_struct new;
2652         struct array_cache *new_shared;
2653         int i;
2654
2655         memset(&new.new,0,sizeof(new.new));
2656         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2657                 if (cpu_online(i)) {
2658                         new.new[i] = alloc_arraycache(i, limit, batchcount);
2659                         if (!new.new[i]) {
2660                                 for (i--; i >= 0; i--) kfree(new.new[i]);
2661                                 return -ENOMEM;
2662                         }
2663                 } else {
2664                         new.new[i] = NULL;
2665                 }
2666         }
2667         new.cachep = cachep;
2668
2669         smp_call_function_all_cpus(do_ccupdate_local, (void *)&new);
2670         
2671         check_irq_on();
2672         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2673         cachep->batchcount = batchcount;
2674         cachep->limit = limit;
2675         cachep->free_limit = (1+num_online_cpus())*cachep->batchcount + cachep->num;
2676         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2677
2678         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2679                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
2680                 if (!ccold)
2681                         continue;
2682                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2683                 free_block(cachep, ac_entry(ccold), ccold->avail);
2684                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2685                 kfree(ccold);
2686         }
2687         new_shared = alloc_arraycache(-1, batchcount*shared, 0xbaadf00d);
2688         if (new_shared) {
2689                 struct array_cache *old;
2690
2691                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2692                 old = cachep->lists.shared;
2693                 cachep->lists.shared = new_shared;
2694                 if (old)
2695                         free_block(cachep, ac_entry(old), old->avail);
2696                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2697                 kfree(old);
2698         }
2699
2700         return 0;
2701 }
2702
2703
2704 static void enable_cpucache(kmem_cache_t *cachep)
2705 {
2706         int err;
2707         int limit, shared;
2708
2709         /* The head array serves three purposes:
2710          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
2711          * - reduce the number of spinlock operations.
2712          * - reduce the number of linked list operations on the slab and 
2713          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
2714          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
2715          * Bonwick.
2716          */
2717         if (cachep->objsize > 131072)
2718                 limit = 1;
2719         else if (cachep->objsize > PAGE_SIZE)
2720                 limit = 8;
2721         else if (cachep->objsize > 1024)
2722                 limit = 24;
2723         else if (cachep->objsize > 256)
2724                 limit = 54;
2725         else
2726                 limit = 120;
2727
2728         /* Cpu bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
2729          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
2730          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
2731          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
2732          * replaces Bonwick's magazine layer.
2733          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
2734          * to a larger limit. Thus disabled by default.
2735          */
2736         shared = 0;
2737 #ifdef CONFIG_SMP
2738         if (cachep->objsize <= PAGE_SIZE)
2739                 shared = 8;
2740 #endif
2741
2742 #if DEBUG
2743         /* With debugging enabled, large batchcount lead to excessively
2744          * long periods with disabled local interrupts. Limit the 
2745          * batchcount
2746          */
2747         if (limit > 32)
2748                 limit = 32;
2749 #endif
2750         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit+1)/2, shared);
2751         if (err)
2752                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
2753                                         cachep->name, -err);
2754 }
2755
2756 static void drain_array_locked(kmem_cache_t *cachep,
2757                                 struct array_cache *ac, int force)
2758 {
2759         int tofree;
2760
2761         check_spinlock_acquired(cachep);
2762         if (ac->touched && !force) {
2763                 ac->touched = 0;
2764         } else if (ac->avail) {
2765                 tofree = force ? ac->avail : (ac->limit+4)/5;
2766                 if (tofree > ac->avail) {
2767                         tofree = (ac->avail+1)/2;
2768                 }
2769                 free_block(cachep, ac_entry(ac), tofree);
2770                 ac->avail -= tofree;
2771                 memmove(&ac_entry(ac)[0], &ac_entry(ac)[tofree],
2772                                         sizeof(void*)*ac->avail);
2773         }
2774 }
2775
2776 /**
2777  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
2778  *
2779  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
2780  * Purpose:
2781  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
2782  * - return freeable pages to the main free memory pool.
2783  *
2784  * If we cannot acquire the cache chain semaphore then just give up - we'll
2785  * try again on the next iteration.
2786  */
2787 static void cache_reap(void *unused)
2788 {
2789         struct list_head *walk;
2790
2791         if (down_trylock(&cache_chain_sem)) {
2792                 /* Give up. Setup the next iteration. */
2793                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC + smp_processor_id());
2794                 return;
2795         }
2796
2797         list_for_each(walk, &cache_chain) {
2798                 kmem_cache_t *searchp;
2799                 struct list_head* p;
2800                 int tofree;
2801                 struct slab *slabp;
2802
2803                 searchp = list_entry(walk, kmem_cache_t, next);
2804
2805                 if (searchp->flags & SLAB_NO_REAP)
2806                         goto next;
2807
2808                 check_irq_on();
2809
2810                 spin_lock_irq(&searchp->spinlock);
2811
2812                 drain_array_locked(searchp, ac_data(searchp), 0);
2813
2814                 if(time_after(searchp->lists.next_reap, jiffies))
2815                         goto next_unlock;
2816
2817                 searchp->lists.next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
2818
2819                 if (searchp->lists.shared)
2820                         drain_array_locked(searchp, searchp->lists.shared, 0);
2821
2822                 if (searchp->lists.free_touched) {
2823                         searchp->lists.free_touched = 0;
2824                         goto next_unlock;
2825                 }
2826
2827                 tofree = (searchp->free_limit+5*searchp->num-1)/(5*searchp->num);
2828                 do {
2829                         p = list3_data(searchp)->slabs_free.next;
2830                         if (p == &(list3_data(searchp)->slabs_free))
2831                                 break;
2832
2833                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2834                         BUG_ON(slabp->inuse);
2835                         list_del(&slabp->list);
2836                         STATS_INC_REAPED(searchp);
2837
2838                         /* Safe to drop the lock. The slab is no longer
2839                          * linked to the cache.
2840                          * searchp cannot disappear, we hold
2841                          * cache_chain_lock
2842                          */
2843                         searchp->lists.free_objects -= searchp->num;
2844                         spin_unlock_irq(&searchp->spinlock);
2845                         slab_destroy(searchp, slabp);
2846                         spin_lock_irq(&searchp->spinlock);
2847                 } while(--tofree > 0);
2848 next_unlock:
2849                 spin_unlock_irq(&searchp->spinlock);
2850 next:
2851                 cond_resched();
2852         }
2853         check_irq_on();
2854         up(&cache_chain_sem);
2855         drain_remote_pages();
2856         /* Setup the next iteration */
2857         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC + smp_processor_id());
2858 }
2859
2860 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2861
2862 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2863 {
2864         loff_t n = *pos;
2865         struct list_head *p;
2866
2867         down(&cache_chain_sem);
2868         if (!n) {
2869                 /*
2870                  * Output format version, so at least we can change it
2871                  * without _too_ many complaints.
2872                  */
2873 #if STATS
2874                 seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
2875 #else
2876                 seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
2877 #endif
2878                 seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> <objperslab> <pagesperslab>");
2879                 seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
2880                 seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
2881 #if STATS
2882                 seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped>"
2883                                 " <error> <maxfreeable> <freelimit> <nodeallocs>");
2884                 seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
2885 #endif
2886                 seq_putc(m, '\n');
2887         }
2888         p = cache_chain.next;
2889         while (n--) {
2890                 p = p->next;
2891                 if (p == &cache_chain)
2892                         return NULL;
2893         }
2894         return list_entry(p, kmem_cache_t, next);
2895 }
2896
2897 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
2898 {
2899         kmem_cache_t *cachep = p;
2900         ++*pos;
2901         return cachep->next.next == &cache_chain ? NULL
2902                 : list_entry(cachep->next.next, kmem_cache_t, next);
2903 }
2904
2905 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
2906 {
2907         up(&cache_chain_sem);
2908 }
2909
2910 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
2911 {
2912         kmem_cache_t *cachep = p;
2913         struct list_head *q;
2914         struct slab     *slabp;
2915         unsigned long   active_objs;
2916         unsigned long   num_objs;
2917         unsigned long   active_slabs = 0;
2918         unsigned long   num_slabs;
2919         const char *name; 
2920         char *error = NULL;
2921
2922         check_irq_on();
2923         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2924         active_objs = 0;
2925         num_slabs = 0;
2926         list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_full) {
2927                 slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2928                 if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
2929                         error = "slabs_full accounting error";
2930                 active_objs += cachep->num;
2931                 active_slabs++;
2932         }
2933         list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_partial) {
2934                 slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2935                 if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
2936                         error = "slabs_partial inuse accounting error";
2937                 if (!slabp->inuse && !error)
2938                         error = "slabs_partial/inuse accounting error";
2939                 active_objs += slabp->inuse;
2940                 active_slabs++;
2941         }
2942         list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_free) {
2943                 slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2944                 if (slabp->inuse && !error)
2945                         error = "slabs_free/inuse accounting error";
2946                 num_slabs++;
2947         }
2948         num_slabs+=active_slabs;
2949         num_objs = num_slabs*cachep->num;
2950         if (num_objs - active_objs != cachep->lists.free_objects && !error)
2951                 error = "free_objects accounting error";
2952
2953         name = cachep->name; 
2954         if (error)
2955                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
2956
2957         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
2958                 name, active_objs, num_objs, cachep->objsize,
2959                 cachep->num, (1<<cachep->gfporder));
2960         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
2961                         cachep->limit, cachep->batchcount,
2962                         cachep->lists.shared->limit/cachep->batchcount);
2963         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6u",
2964                         active_slabs, num_slabs, cachep->lists.shared->avail);
2965 #if STATS
2966         {       /* list3 stats */
2967                 unsigned long high = cachep->high_mark;
2968                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
2969                 unsigned long grown = cachep->grown;
2970                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
2971                 unsigned long errors = cachep->errors;
2972                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
2973                 unsigned long free_limit = cachep->free_limit;
2974                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
2975
2976                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
2977                                 allocs, high, grown, reaped, errors, 
2978                                 max_freeable, free_limit, node_allocs);
2979         }
2980         /* cpu stats */
2981         {
2982                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
2983                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
2984                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
2985                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
2986
2987                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
2988                         allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
2989         }
2990 #endif
2991         seq_putc(m, '\n');
2992         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2993         return 0;
2994 }
2995
2996 /*
2997  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
2998  *
2999  * Output layout:
3000  * cache-name
3001  * num-active-objs
3002  * total-objs
3003  * object size
3004  * num-active-slabs
3005  * total-slabs
3006  * num-pages-per-slab
3007  * + further values on SMP and with statistics enabled
3008  */
3009
3010 struct seq_operations slabinfo_op = {
3011         .start  = s_start,
3012         .next   = s_next,
3013         .stop   = s_stop,
3014         .show   = s_show,
3015 };
3016
3017 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3018 /**
3019  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3020  * @file: unused
3021  * @buffer: user buffer
3022  * @count: data length
3023  * @ppos: unused
3024  */
3025 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
3026                                 size_t count, loff_t *ppos)
3027 {
3028         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE+1], *tmp;
3029         int limit, batchcount, shared, res;
3030         struct list_head *p;
3031         
3032         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3033                 return -EINVAL;
3034         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3035                 return -EFAULT;
3036         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0'; 
3037
3038         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3039         if (!tmp)
3040                 return -EINVAL;
3041         *tmp = '\0';
3042         tmp++;
3043         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3044                 return -EINVAL;
3045
3046         /* Find the cache in the chain of caches. */
3047         down(&cache_chain_sem);
3048         res = -EINVAL;
3049         list_for_each(p,&cache_chain) {
3050                 kmem_cache_t *cachep = list_entry(p, kmem_cache_t, next);
3051
3052                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3053                         if (limit < 1 ||
3054                             batchcount < 1 ||
3055                             batchcount > limit ||
3056                             shared < 0) {
3057                                 res = -EINVAL;
3058                         } else {
3059                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared);
3060                         }
3061                         break;
3062                 }
3063         }
3064         up(&cache_chain_sem);
3065         if (res >= 0)
3066                 res = count;
3067         return res;
3068 }
3069 #endif
3070
3071 unsigned int ksize(const void *objp)
3072 {
3073         kmem_cache_t *c;
3074         unsigned long flags;
3075         unsigned int size = 0;
3076
3077         if (likely(objp != NULL)) {
3078                 local_irq_save(flags);
3079                 c = GET_PAGE_CACHE(virt_to_page(objp));
3080                 size = kmem_cache_size(c);
3081                 local_irq_restore(flags);
3082         }
3083
3084         return size;
3085 }
3086
3087
3088 /*
3089  * kstrdup - allocate space for and copy an existing string
3090  *
3091  * @s: the string to duplicate
3092  * @gfp: the GFP mask used in the kmalloc() call when allocating memory
3093  */
3094 char *kstrdup(const char *s, int gfp)
3095 {
3096         size_t len;
3097         char *buf;
3098
3099         if (!s)
3100                 return NULL;
3101
3102         len = strlen(s) + 1;
3103         buf = kmalloc(len, gfp);
3104         if (buf)
3105                 memcpy(buf, s, len);
3106         return buf;
3107 }
3108 EXPORT_SYMBOL(kstrdup);