Merge branch 'drm-fixes' of master.kernel.org:/pub/scm/linux/kernel/git/airlied/drm-2.6
[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 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
193 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
194 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
195 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
196
197 /* Max number of objs-per-slab for caches which use off-slab slabs.
198  * Needed to avoid a possible looping condition in cache_grow().
199  */
200 static unsigned long offslab_limit;
201
202 /*
203  * struct slab
204  *
205  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
206  * for a slab, or allocated from an general cache.
207  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
208  */
209 struct slab {
210         struct list_head        list;
211         unsigned long           colouroff;
212         void                    *s_mem;         /* including colour offset */
213         unsigned int            inuse;          /* num of objs active in slab */
214         kmem_bufctl_t           free;
215 };
216
217 /*
218  * struct slab_rcu
219  *
220  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
221  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
222  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
223  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
224  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
225  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
226  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
227  *
228  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
229  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
230  *
231  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
232  */
233 struct slab_rcu {
234         struct rcu_head         head;
235         kmem_cache_t            *cachep;
236         void                    *addr;
237 };
238
239 /*
240  * struct array_cache
241  *
242  * Per cpu structures
243  * Purpose:
244  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
245  * - reduce the number of linked list operations
246  * - reduce spinlock operations
247  *
248  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
249  * footprint.
250  *
251  */
252 struct array_cache {
253         unsigned int avail;
254         unsigned int limit;
255         unsigned int batchcount;
256         unsigned int touched;
257 };
258
259 /* bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore,
260  * but the cpuarrays are allocated from the generic caches...
261  */
262 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
263 struct arraycache_init {
264         struct array_cache cache;
265         void * entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
266 };
267
268 /*
269  * The slab lists of all objects.
270  * Hopefully reduce the internal fragmentation
271  * NUMA: The spinlock could be moved from the kmem_cache_t
272  * into this structure, too. Figure out what causes
273  * fewer cross-node spinlock operations.
274  */
275 struct kmem_list3 {
276         struct list_head        slabs_partial;  /* partial list first, better asm code */
277         struct list_head        slabs_full;
278         struct list_head        slabs_free;
279         unsigned long   free_objects;
280         int             free_touched;
281         unsigned long   next_reap;
282         struct array_cache      *shared;
283 };
284
285 #define LIST3_INIT(parent) \
286         { \
287                 .slabs_full     = LIST_HEAD_INIT(parent.slabs_full), \
288                 .slabs_partial  = LIST_HEAD_INIT(parent.slabs_partial), \
289                 .slabs_free     = LIST_HEAD_INIT(parent.slabs_free) \
290         }
291 #define list3_data(cachep) \
292         (&(cachep)->lists)
293
294 /* NUMA: per-node */
295 #define list3_data_ptr(cachep, ptr) \
296                 list3_data(cachep)
297
298 /*
299  * kmem_cache_t
300  *
301  * manages a cache.
302  */
303         
304 struct kmem_cache_s {
305 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
306         struct array_cache      *array[NR_CPUS];
307         unsigned int            batchcount;
308         unsigned int            limit;
309 /* 2) touched by every alloc & free from the backend */
310         struct kmem_list3       lists;
311         /* NUMA: kmem_3list_t   *nodelists[MAX_NUMNODES] */
312         unsigned int            objsize;
313         unsigned int            flags;  /* constant flags */
314         unsigned int            num;    /* # of objs per slab */
315         unsigned int            free_limit; /* upper limit of objects in the lists */
316         spinlock_t              spinlock;
317
318 /* 3) cache_grow/shrink */
319         /* order of pgs per slab (2^n) */
320         unsigned int            gfporder;
321
322         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
323         unsigned int            gfpflags;
324
325         size_t                  colour;         /* cache colouring range */
326         unsigned int            colour_off;     /* colour offset */
327         unsigned int            colour_next;    /* cache colouring */
328         kmem_cache_t            *slabp_cache;
329         unsigned int            slab_size;
330         unsigned int            dflags;         /* dynamic flags */
331
332         /* constructor func */
333         void (*ctor)(void *, kmem_cache_t *, unsigned long);
334
335         /* de-constructor func */
336         void (*dtor)(void *, kmem_cache_t *, unsigned long);
337
338 /* 4) cache creation/removal */
339         const char              *name;
340         struct list_head        next;
341
342 /* 5) statistics */
343 #if STATS
344         unsigned long           num_active;
345         unsigned long           num_allocations;
346         unsigned long           high_mark;
347         unsigned long           grown;
348         unsigned long           reaped;
349         unsigned long           errors;
350         unsigned long           max_freeable;
351         unsigned long           node_allocs;
352         atomic_t                allochit;
353         atomic_t                allocmiss;
354         atomic_t                freehit;
355         atomic_t                freemiss;
356 #endif
357 #if DEBUG
358         int                     dbghead;
359         int                     reallen;
360 #endif
361 };
362
363 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
364 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
365
366 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
367 /* Optimization question: fewer reaps means less 
368  * probability for unnessary cpucache drain/refill cycles.
369  *
370  * OTHO the cpuarrays can contain lots of objects,
371  * which could lock up otherwise freeable slabs.
372  */
373 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
374 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
375
376 #if STATS
377 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
378 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
379 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
380 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
381 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
382 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { if ((x)->num_active > (x)->high_mark) \
383                                         (x)->high_mark = (x)->num_active; \
384                                 } while (0)
385 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
386 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
387 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
388                                 do { if ((x)->max_freeable < i) \
389                                         (x)->max_freeable = i; \
390                                 } while (0)
391
392 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
393 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
394 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
395 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
396 #else
397 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
398 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
399 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
400 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
401 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
402 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
403 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
404 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
405 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
406                                 do { } while (0)
407
408 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
409 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
410 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
411 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
412 #endif
413
414 #if DEBUG
415 /* Magic nums for obj red zoning.
416  * Placed in the first word before and the first word after an obj.
417  */
418 #define RED_INACTIVE    0x5A2CF071UL    /* when obj is inactive */
419 #define RED_ACTIVE      0x170FC2A5UL    /* when obj is active */
420
421 /* ...and for poisoning */
422 #define POISON_INUSE    0x5a    /* for use-uninitialised poisoning */
423 #define POISON_FREE     0x6b    /* for use-after-free poisoning */
424 #define POISON_END      0xa5    /* end-byte of poisoning */
425
426 /* memory layout of objects:
427  * 0            : objp
428  * 0 .. cachep->dbghead - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
429  *              the end of an object is aligned with the end of the real
430  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
431  * cachep->dbghead - BYTES_PER_WORD .. cachep->dbghead - 1:
432  *              redzone word.
433  * cachep->dbghead: The real object.
434  * cachep->objsize - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
435  * cachep->objsize - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address [BYTES_PER_WORD long]
436  */
437 static int obj_dbghead(kmem_cache_t *cachep)
438 {
439         return cachep->dbghead;
440 }
441
442 static int obj_reallen(kmem_cache_t *cachep)
443 {
444         return cachep->reallen;
445 }
446
447 static unsigned long *dbg_redzone1(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
448 {
449         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
450         return (unsigned long*) (objp+obj_dbghead(cachep)-BYTES_PER_WORD);
451 }
452
453 static unsigned long *dbg_redzone2(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
454 {
455         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
456         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
457                 return (unsigned long*) (objp+cachep->objsize-2*BYTES_PER_WORD);
458         return (unsigned long*) (objp+cachep->objsize-BYTES_PER_WORD);
459 }
460
461 static void **dbg_userword(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
462 {
463         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
464         return (void**)(objp+cachep->objsize-BYTES_PER_WORD);
465 }
466
467 #else
468
469 #define obj_dbghead(x)                  0
470 #define obj_reallen(cachep)             (cachep->objsize)
471 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
472 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
473 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
474
475 #endif
476
477 /*
478  * Maximum size of an obj (in 2^order pages)
479  * and absolute limit for the gfp order.
480  */
481 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
482 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
483 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
484 #elif defined(CONFIG_MMU)
485 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
486 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
487 #else
488 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
489 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
490 #endif
491
492 /*
493  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
494  */
495 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
496 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
497 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
498
499 /* Macros for storing/retrieving the cachep and or slab from the
500  * global 'mem_map'. These are used to find the slab an obj belongs to.
501  * With kfree(), these are used to find the cache which an obj belongs to.
502  */
503 #define SET_PAGE_CACHE(pg,x)  ((pg)->lru.next = (struct list_head *)(x))
504 #define GET_PAGE_CACHE(pg)    ((kmem_cache_t *)(pg)->lru.next)
505 #define SET_PAGE_SLAB(pg,x)   ((pg)->lru.prev = (struct list_head *)(x))
506 #define GET_PAGE_SLAB(pg)     ((struct slab *)(pg)->lru.prev)
507
508 /* These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes. */
509 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
510 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
511 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
512         CACHE(ULONG_MAX)
513 #undef CACHE
514 };
515 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
516
517 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
518 struct cache_names {
519         char *name;
520         char *name_dma;
521 };
522
523 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
524 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
525 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
526         { NULL, }
527 #undef CACHE
528 };
529
530 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
531         { { 0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
532 static struct arraycache_init initarray_generic =
533         { { 0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
534
535 /* internal cache of cache description objs */
536 static kmem_cache_t cache_cache = {
537         .lists          = LIST3_INIT(cache_cache.lists),
538         .batchcount     = 1,
539         .limit          = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
540         .objsize        = sizeof(kmem_cache_t),
541         .flags          = SLAB_NO_REAP,
542         .spinlock       = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
543         .name           = "kmem_cache",
544 #if DEBUG
545         .reallen        = sizeof(kmem_cache_t),
546 #endif
547 };
548
549 /* Guard access to the cache-chain. */
550 static struct semaphore cache_chain_sem;
551 static struct list_head cache_chain;
552
553 /*
554  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many
555  * slab-allocated pages are possibly freeable under pressure
556  *
557  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
558  */
559 atomic_t slab_reclaim_pages;
560 EXPORT_SYMBOL(slab_reclaim_pages);
561
562 /*
563  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
564  * until the general caches are up.
565  */
566 static enum {
567         NONE,
568         PARTIAL,
569         FULL
570 } g_cpucache_up;
571
572 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
573
574 static void free_block(kmem_cache_t* cachep, void** objpp, int len);
575 static void enable_cpucache (kmem_cache_t *cachep);
576 static void cache_reap (void *unused);
577
578 static inline void **ac_entry(struct array_cache *ac)
579 {
580         return (void**)(ac+1);
581 }
582
583 static inline struct array_cache *ac_data(kmem_cache_t *cachep)
584 {
585         return cachep->array[smp_processor_id()];
586 }
587
588 static inline kmem_cache_t *__find_general_cachep(size_t size,
589                                                 unsigned int __nocast gfpflags)
590 {
591         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
592
593 #if DEBUG
594         /* This happens if someone tries to call
595         * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
596         * the generic caches are initialized.
597         */
598         BUG_ON(csizep->cs_cachep == NULL);
599 #endif
600         while (size > csizep->cs_size)
601                 csizep++;
602
603         /*
604          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
605          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
606          * for large kmalloc calls required.
607          */
608         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
609                 return csizep->cs_dmacachep;
610         return csizep->cs_cachep;
611 }
612
613 kmem_cache_t *kmem_find_general_cachep(size_t size,
614                 unsigned int __nocast gfpflags)
615 {
616         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
617 }
618 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
619
620 /* Cal the num objs, wastage, and bytes left over for a given slab size. */
621 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t size, size_t align,
622                  int flags, size_t *left_over, unsigned int *num)
623 {
624         int i;
625         size_t wastage = PAGE_SIZE<<gfporder;
626         size_t extra = 0;
627         size_t base = 0;
628
629         if (!(flags & CFLGS_OFF_SLAB)) {
630                 base = sizeof(struct slab);
631                 extra = sizeof(kmem_bufctl_t);
632         }
633         i = 0;
634         while (i*size + ALIGN(base+i*extra, align) <= wastage)
635                 i++;
636         if (i > 0)
637                 i--;
638
639         if (i > SLAB_LIMIT)
640                 i = SLAB_LIMIT;
641
642         *num = i;
643         wastage -= i*size;
644         wastage -= ALIGN(base+i*extra, align);
645         *left_over = wastage;
646 }
647
648 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
649
650 static void __slab_error(const char *function, kmem_cache_t *cachep, char *msg)
651 {
652         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
653                 function, cachep->name, msg);
654         dump_stack();
655 }
656
657 /*
658  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
659  * via the workqueue/eventd.
660  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
661  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
662  * lock.
663  */
664 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
665 {
666         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
667
668         /*
669          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
670          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
671          * at that time.
672          */
673         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
674                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
675                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
676         }
677 }
678
679 static struct array_cache *alloc_arraycache(int cpu, int entries,
680                                                 int batchcount)
681 {
682         int memsize = sizeof(void*)*entries+sizeof(struct array_cache);
683         struct array_cache *nc = NULL;
684
685         if (cpu == -1)
686                 nc = kmalloc(memsize, GFP_KERNEL);
687         else
688                 nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, cpu_to_node(cpu));
689
690         if (nc) {
691                 nc->avail = 0;
692                 nc->limit = entries;
693                 nc->batchcount = batchcount;
694                 nc->touched = 0;
695         }
696         return nc;
697 }
698
699 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
700                                   unsigned long action, void *hcpu)
701 {
702         long cpu = (long)hcpu;
703         kmem_cache_t* cachep;
704
705         switch (action) {
706         case CPU_UP_PREPARE:
707                 down(&cache_chain_sem);
708                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
709                         struct array_cache *nc;
710
711                         nc = alloc_arraycache(cpu, cachep->limit, cachep->batchcount);
712                         if (!nc)
713                                 goto bad;
714
715                         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
716                         cachep->array[cpu] = nc;
717                         cachep->free_limit = (1+num_online_cpus())*cachep->batchcount
718                                                 + cachep->num;
719                         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
720
721                 }
722                 up(&cache_chain_sem);
723                 break;
724         case CPU_ONLINE:
725                 start_cpu_timer(cpu);
726                 break;
727 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
728         case CPU_DEAD:
729                 /* fall thru */
730         case CPU_UP_CANCELED:
731                 down(&cache_chain_sem);
732
733                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
734                         struct array_cache *nc;
735
736                         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
737                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
738                         nc = cachep->array[cpu];
739                         cachep->array[cpu] = NULL;
740                         cachep->free_limit -= cachep->batchcount;
741                         free_block(cachep, ac_entry(nc), nc->avail);
742                         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
743                         kfree(nc);
744                 }
745                 up(&cache_chain_sem);
746                 break;
747 #endif
748         }
749         return NOTIFY_OK;
750 bad:
751         up(&cache_chain_sem);
752         return NOTIFY_BAD;
753 }
754
755 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
756
757 /* Initialisation.
758  * Called after the gfp() functions have been enabled, and before smp_init().
759  */
760 void __init kmem_cache_init(void)
761 {
762         size_t left_over;
763         struct cache_sizes *sizes;
764         struct cache_names *names;
765
766         /*
767          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
768          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
769          */
770         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
771                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
772
773         
774         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
775          * from caches that do not exist yet:
776          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the kmem_cache_t
777          *    structures of all caches, except cache_cache itself: cache_cache
778          *    is statically allocated.
779          *    Initially an __init data area is used for the head array, it's
780          *    replaced with a kmalloc allocated array at the end of the bootstrap.
781          * 2) Create the first kmalloc cache.
782          *    The kmem_cache_t for the new cache is allocated normally. An __init
783          *    data area is used for the head array.
784          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized head arrays.
785          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
786          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
787          * 5) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
788          */
789
790         /* 1) create the cache_cache */
791         init_MUTEX(&cache_chain_sem);
792         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
793         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
794         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
795         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
796
797         cache_cache.objsize = ALIGN(cache_cache.objsize, cache_line_size());
798
799         cache_estimate(0, cache_cache.objsize, cache_line_size(), 0,
800                                 &left_over, &cache_cache.num);
801         if (!cache_cache.num)
802                 BUG();
803
804         cache_cache.colour = left_over/cache_cache.colour_off;
805         cache_cache.colour_next = 0;
806         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num*sizeof(kmem_bufctl_t) +
807                                 sizeof(struct slab), cache_line_size());
808
809         /* 2+3) create the kmalloc caches */
810         sizes = malloc_sizes;
811         names = cache_names;
812
813         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
814                 /* For performance, all the general caches are L1 aligned.
815                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
816                  * eliminates "false sharing".
817                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
818                  * allow tighter packing of the smaller caches. */
819                 sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
820                         sizes->cs_size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
821                         (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_PANIC), NULL, NULL);
822
823                 /* Inc off-slab bufctl limit until the ceiling is hit. */
824                 if (!(OFF_SLAB(sizes->cs_cachep))) {
825                         offslab_limit = sizes->cs_size-sizeof(struct slab);
826                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
827                 }
828
829                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
830                         sizes->cs_size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
831                         (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_CACHE_DMA | SLAB_PANIC),
832                         NULL, NULL);
833
834                 sizes++;
835                 names++;
836         }
837         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
838         {
839                 void * ptr;
840                 
841                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
842                 local_irq_disable();
843                 BUG_ON(ac_data(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
844                 memcpy(ptr, ac_data(&cache_cache), sizeof(struct arraycache_init));
845                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
846                 local_irq_enable();
847         
848                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
849                 local_irq_disable();
850                 BUG_ON(ac_data(malloc_sizes[0].cs_cachep) != &initarray_generic.cache);
851                 memcpy(ptr, ac_data(malloc_sizes[0].cs_cachep),
852                                 sizeof(struct arraycache_init));
853                 malloc_sizes[0].cs_cachep->array[smp_processor_id()] = ptr;
854                 local_irq_enable();
855         }
856
857         /* 5) resize the head arrays to their final sizes */
858         {
859                 kmem_cache_t *cachep;
860                 down(&cache_chain_sem);
861                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
862                         enable_cpucache(cachep);
863                 up(&cache_chain_sem);
864         }
865
866         /* Done! */
867         g_cpucache_up = FULL;
868
869         /* Register a cpu startup notifier callback
870          * that initializes ac_data for all new cpus
871          */
872         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
873         
874
875         /* The reap timers are started later, with a module init call:
876          * That part of the kernel is not yet operational.
877          */
878 }
879
880 static int __init cpucache_init(void)
881 {
882         int cpu;
883
884         /* 
885          * Register the timers that return unneeded
886          * pages to gfp.
887          */
888         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
889                 if (cpu_online(cpu))
890                         start_cpu_timer(cpu);
891         }
892
893         return 0;
894 }
895
896 __initcall(cpucache_init);
897
898 /*
899  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
900  *
901  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
902  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
903  * would be relatively rare and ignorable.
904  */
905 static void *kmem_getpages(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags, int nodeid)
906 {
907         struct page *page;
908         void *addr;
909         int i;
910
911         flags |= cachep->gfpflags;
912         if (likely(nodeid == -1)) {
913                 page = alloc_pages(flags, cachep->gfporder);
914         } else {
915                 page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
916         }
917         if (!page)
918                 return NULL;
919         addr = page_address(page);
920
921         i = (1 << cachep->gfporder);
922         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
923                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
924         add_page_state(nr_slab, i);
925         while (i--) {
926                 SetPageSlab(page);
927                 page++;
928         }
929         return addr;
930 }
931
932 /*
933  * Interface to system's page release.
934  */
935 static void kmem_freepages(kmem_cache_t *cachep, void *addr)
936 {
937         unsigned long i = (1<<cachep->gfporder);
938         struct page *page = virt_to_page(addr);
939         const unsigned long nr_freed = i;
940
941         while (i--) {
942                 if (!TestClearPageSlab(page))
943                         BUG();
944                 page++;
945         }
946         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
947         if (current->reclaim_state)
948                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
949         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
950         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) 
951                 atomic_sub(1<<cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
952 }
953
954 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
955 {
956         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *) head;
957         kmem_cache_t *cachep = slab_rcu->cachep;
958
959         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
960         if (OFF_SLAB(cachep))
961                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
962 }
963
964 #if DEBUG
965
966 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
967 static void store_stackinfo(kmem_cache_t *cachep, unsigned long *addr,
968                                 unsigned long caller)
969 {
970         int size = obj_reallen(cachep);
971
972         addr = (unsigned long *)&((char*)addr)[obj_dbghead(cachep)];
973
974         if (size < 5*sizeof(unsigned long))
975                 return;
976
977         *addr++=0x12345678;
978         *addr++=caller;
979         *addr++=smp_processor_id();
980         size -= 3*sizeof(unsigned long);
981         {
982                 unsigned long *sptr = &caller;
983                 unsigned long svalue;
984
985                 while (!kstack_end(sptr)) {
986                         svalue = *sptr++;
987                         if (kernel_text_address(svalue)) {
988                                 *addr++=svalue;
989                                 size -= sizeof(unsigned long);
990                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
991                                         break;
992                         }
993                 }
994
995         }
996         *addr++=0x87654321;
997 }
998 #endif
999
1000 static void poison_obj(kmem_cache_t *cachep, void *addr, unsigned char val)
1001 {
1002         int size = obj_reallen(cachep);
1003         addr = &((char*)addr)[obj_dbghead(cachep)];
1004
1005         memset(addr, val, size);
1006         *(unsigned char *)(addr+size-1) = POISON_END;
1007 }
1008
1009 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1010 {
1011         int i;
1012         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1013         for (i=0;i<limit;i++) {
1014                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset+i]);
1015         }
1016         printk("\n");
1017 }
1018 #endif
1019
1020 #if DEBUG
1021
1022 static void print_objinfo(kmem_cache_t *cachep, void *objp, int lines)
1023 {
1024         int i, size;
1025         char *realobj;
1026
1027         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1028                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1029                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1030                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1031         }
1032
1033         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1034                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1035                                 *dbg_userword(cachep, objp));
1036                 print_symbol("(%s)",
1037                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1038                 printk("\n");
1039         }
1040         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1041         size = obj_reallen(cachep);
1042         for (i=0; i<size && lines;i+=16, lines--) {
1043                 int limit;
1044                 limit = 16;
1045                 if (i+limit > size)
1046                         limit = size-i;
1047                 dump_line(realobj, i, limit);
1048         }
1049 }
1050
1051 static void check_poison_obj(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
1052 {
1053         char *realobj;
1054         int size, i;
1055         int lines = 0;
1056
1057         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1058         size = obj_reallen(cachep);
1059
1060         for (i=0;i<size;i++) {
1061                 char exp = POISON_FREE;
1062                 if (i == size-1)
1063                         exp = POISON_END;
1064                 if (realobj[i] != exp) {
1065                         int limit;
1066                         /* Mismatch ! */
1067                         /* Print header */
1068                         if (lines == 0) {
1069                                 printk(KERN_ERR "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1070                                                 realobj, size);
1071                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1072                         }
1073                         /* Hexdump the affected line */
1074                         i = (i/16)*16;
1075                         limit = 16;
1076                         if (i+limit > size)
1077                                 limit = size-i;
1078                         dump_line(realobj, i, limit);
1079                         i += 16;
1080                         lines++;
1081                         /* Limit to 5 lines */
1082                         if (lines > 5)
1083                                 break;
1084                 }
1085         }
1086         if (lines != 0) {
1087                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1088                  * exist:
1089                  */
1090                 struct slab *slabp = GET_PAGE_SLAB(virt_to_page(objp));
1091                 int objnr;
1092
1093                 objnr = (objp-slabp->s_mem)/cachep->objsize;
1094                 if (objnr) {
1095                         objp = slabp->s_mem+(objnr-1)*cachep->objsize;
1096                         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1097                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1098                                                 realobj, size);
1099                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1100                 }
1101                 if (objnr+1 < cachep->num) {
1102                         objp = slabp->s_mem+(objnr+1)*cachep->objsize;
1103                         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1104                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1105                                                 realobj, size);
1106                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1107                 }
1108         }
1109 }
1110 #endif
1111
1112 /* Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1113  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.
1114  * The cache-lock is not held/needed.
1115  */
1116 static void slab_destroy (kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp)
1117 {
1118         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1119
1120 #if DEBUG
1121         int i;
1122         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1123                 void *objp = slabp->s_mem + cachep->objsize * i;
1124
1125                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1126 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1127                         if ((cachep->objsize%PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep))
1128                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE,1);
1129                         else
1130                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1131 #else
1132                         check_poison_obj(cachep, objp);
1133 #endif
1134                 }
1135                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1136                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1137                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1138                                                         "was overwritten");
1139                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1140                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1141                                                         "was overwritten");
1142                 }
1143                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1144                         (cachep->dtor)(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, 0);
1145         }
1146 #else
1147         if (cachep->dtor) {
1148                 int i;
1149                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1150                         void* objp = slabp->s_mem+cachep->objsize*i;
1151                         (cachep->dtor)(objp, cachep, 0);
1152                 }
1153         }
1154 #endif
1155
1156         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1157                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1158
1159                 slab_rcu = (struct slab_rcu *) slabp;
1160                 slab_rcu->cachep = cachep;
1161                 slab_rcu->addr = addr;
1162                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1163         } else {
1164                 kmem_freepages(cachep, addr);
1165                 if (OFF_SLAB(cachep))
1166                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1167         }
1168 }
1169
1170 /**
1171  * kmem_cache_create - Create a cache.
1172  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1173  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1174  * @align: The required alignment for the objects.
1175  * @flags: SLAB flags
1176  * @ctor: A constructor for the objects.
1177  * @dtor: A destructor for the objects.
1178  *
1179  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1180  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1181  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1182  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1183  *
1184  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1185  * the module calling this has to destroy the cache before getting 
1186  * unloaded.
1187  * 
1188  * The flags are
1189  *
1190  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1191  * to catch references to uninitialised memory.
1192  *
1193  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1194  * for buffer overruns.
1195  *
1196  * %SLAB_NO_REAP - Don't automatically reap this cache when we're under
1197  * memory pressure.
1198  *
1199  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1200  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1201  * as davem.
1202  */
1203 kmem_cache_t *
1204 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1205         unsigned long flags, void (*ctor)(void*, kmem_cache_t *, unsigned long),
1206         void (*dtor)(void*, kmem_cache_t *, unsigned long))
1207 {
1208         size_t left_over, slab_size, ralign;
1209         kmem_cache_t *cachep = NULL;
1210
1211         /*
1212          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1213          */
1214         if ((!name) ||
1215                 in_interrupt() ||
1216                 (size < BYTES_PER_WORD) ||
1217                 (size > (1<<MAX_OBJ_ORDER)*PAGE_SIZE) ||
1218                 (dtor && !ctor)) {
1219                         printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n",
1220                                         __FUNCTION__, name);
1221                         BUG();
1222                 }
1223
1224 #if DEBUG
1225         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1226         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1227                 /* No constructor, but inital state check requested */
1228                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1229                                 "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1230                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1231         }
1232
1233 #if FORCED_DEBUG
1234         /*
1235          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1236          * large objects, if the increased size would increase the object size
1237          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1238          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1239          */
1240         if ((size < 4096 || fls(size-1) == fls(size-1+3*BYTES_PER_WORD)))
1241                 flags |= SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER;
1242         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1243                 flags |= SLAB_POISON;
1244 #endif
1245         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1246                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
1247 #endif
1248         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1249                 BUG_ON(dtor);
1250
1251         /*
1252          * Always checks flags, a caller might be expecting debug
1253          * support which isn't available.
1254          */
1255         if (flags & ~CREATE_MASK)
1256                 BUG();
1257
1258         /* Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1259          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1260          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1261          */
1262         if (size & (BYTES_PER_WORD-1)) {
1263                 size += (BYTES_PER_WORD-1);
1264                 size &= ~(BYTES_PER_WORD-1);
1265         }
1266
1267         /* calculate out the final buffer alignment: */
1268         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
1269         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1270                 /* Default alignment: as specified by the arch code.
1271                  * Except if an object is really small, then squeeze multiple
1272                  * objects into one cacheline.
1273                  */
1274                 ralign = cache_line_size();
1275                 while (size <= ralign/2)
1276                         ralign /= 2;
1277         } else {
1278                 ralign = BYTES_PER_WORD;
1279         }
1280         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
1281         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
1282                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1283                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1284                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER);
1285         }
1286         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
1287         if (ralign < align) {
1288                 ralign = align;
1289                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1290                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER);
1291         }
1292         /* 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
1293          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
1294          */
1295         align = ralign;
1296
1297         /* Get cache's description obj. */
1298         cachep = (kmem_cache_t *) kmem_cache_alloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
1299         if (!cachep)
1300                 goto opps;
1301         memset(cachep, 0, sizeof(kmem_cache_t));
1302
1303 #if DEBUG
1304         cachep->reallen = size;
1305
1306         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1307                 /* redzoning only works with word aligned caches */
1308                 align = BYTES_PER_WORD;
1309
1310                 /* add space for red zone words */
1311                 cachep->dbghead += BYTES_PER_WORD;
1312                 size += 2*BYTES_PER_WORD;
1313         }
1314         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
1315                 /* user store requires word alignment and
1316                  * one word storage behind the end of the real
1317                  * object.
1318                  */
1319                 align = BYTES_PER_WORD;
1320                 size += BYTES_PER_WORD;
1321         }
1322 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
1323         if (size > 128 && cachep->reallen > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
1324                 cachep->dbghead += PAGE_SIZE - size;
1325                 size = PAGE_SIZE;
1326         }
1327 #endif
1328 #endif
1329
1330         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
1331         if (size >= (PAGE_SIZE>>3))
1332                 /*
1333                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
1334                  * off-slab (should allow better packing of objs).
1335                  */
1336                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
1337
1338         size = ALIGN(size, align);
1339
1340         if ((flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) && size <= PAGE_SIZE) {
1341                 /*
1342                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1343                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1344                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1345                  */
1346                 cachep->gfporder = 0;
1347                 cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1348                                         &left_over, &cachep->num);
1349         } else {
1350                 /*
1351                  * Calculate size (in pages) of slabs, and the num of objs per
1352                  * slab.  This could be made much more intelligent.  For now,
1353                  * try to avoid using high page-orders for slabs.  When the
1354                  * gfp() funcs are more friendly towards high-order requests,
1355                  * this should be changed.
1356                  */
1357                 do {
1358                         unsigned int break_flag = 0;
1359 cal_wastage:
1360                         cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1361                                                 &left_over, &cachep->num);
1362                         if (break_flag)
1363                                 break;
1364                         if (cachep->gfporder >= MAX_GFP_ORDER)
1365                                 break;
1366                         if (!cachep->num)
1367                                 goto next;
1368                         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB &&
1369                                         cachep->num > offslab_limit) {
1370                                 /* This num of objs will cause problems. */
1371                                 cachep->gfporder--;
1372                                 break_flag++;
1373                                 goto cal_wastage;
1374                         }
1375
1376                         /*
1377                          * Large num of objs is good, but v. large slabs are
1378                          * currently bad for the gfp()s.
1379                          */
1380                         if (cachep->gfporder >= slab_break_gfp_order)
1381                                 break;
1382
1383                         if ((left_over*8) <= (PAGE_SIZE<<cachep->gfporder))
1384                                 break;  /* Acceptable internal fragmentation. */
1385 next:
1386                         cachep->gfporder++;
1387                 } while (1);
1388         }
1389
1390         if (!cachep->num) {
1391                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
1392                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1393                 cachep = NULL;
1394                 goto opps;
1395         }
1396         slab_size = ALIGN(cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t)
1397                                 + sizeof(struct slab), align);
1398
1399         /*
1400          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1401          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1402          */
1403         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
1404                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
1405                 left_over -= slab_size;
1406         }
1407
1408         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1409                 /* really off slab. No need for manual alignment */
1410                 slab_size = cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t)+sizeof(struct slab);
1411         }
1412
1413         cachep->colour_off = cache_line_size();
1414         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
1415         if (cachep->colour_off < align)
1416                 cachep->colour_off = align;
1417         cachep->colour = left_over/cachep->colour_off;
1418         cachep->slab_size = slab_size;
1419         cachep->flags = flags;
1420         cachep->gfpflags = 0;
1421         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
1422                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
1423         spin_lock_init(&cachep->spinlock);
1424         cachep->objsize = size;
1425         /* NUMA */
1426         INIT_LIST_HEAD(&cachep->lists.slabs_full);
1427         INIT_LIST_HEAD(&cachep->lists.slabs_partial);
1428         INIT_LIST_HEAD(&cachep->lists.slabs_free);
1429
1430         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
1431                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size,0);
1432         cachep->ctor = ctor;
1433         cachep->dtor = dtor;
1434         cachep->name = name;
1435
1436         /* Don't let CPUs to come and go */
1437         lock_cpu_hotplug();
1438
1439         if (g_cpucache_up == FULL) {
1440                 enable_cpucache(cachep);
1441         } else {
1442                 if (g_cpucache_up == NONE) {
1443                         /* Note: the first kmem_cache_create must create
1444                          * the cache that's used by kmalloc(24), otherwise
1445                          * the creation of further caches will BUG().
1446                          */
1447                         cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
1448                         g_cpucache_up = PARTIAL;
1449                 } else {
1450                         cachep->array[smp_processor_id()] = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init),GFP_KERNEL);
1451                 }
1452                 BUG_ON(!ac_data(cachep));
1453                 ac_data(cachep)->avail = 0;
1454                 ac_data(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1455                 ac_data(cachep)->batchcount = 1;
1456                 ac_data(cachep)->touched = 0;
1457                 cachep->batchcount = 1;
1458                 cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1459                 cachep->free_limit = (1+num_online_cpus())*cachep->batchcount
1460                                         + cachep->num;
1461         } 
1462
1463         cachep->lists.next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1464                                         ((unsigned long)cachep)%REAPTIMEOUT_LIST3;
1465
1466         /* Need the semaphore to access the chain. */
1467         down(&cache_chain_sem);
1468         {
1469                 struct list_head *p;
1470                 mm_segment_t old_fs;
1471
1472                 old_fs = get_fs();
1473                 set_fs(KERNEL_DS);
1474                 list_for_each(p, &cache_chain) {
1475                         kmem_cache_t *pc = list_entry(p, kmem_cache_t, next);
1476                         char tmp;
1477                         /* This happens when the module gets unloaded and doesn't
1478                            destroy its slab cache and noone else reuses the vmalloc
1479                            area of the module. Print a warning. */
1480                         if (__get_user(tmp,pc->name)) { 
1481                                 printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n", 
1482                                         pc->objsize); 
1483                                 continue; 
1484                         }       
1485                         if (!strcmp(pc->name,name)) { 
1486                                 printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n",name); 
1487                                 up(&cache_chain_sem); 
1488                                 unlock_cpu_hotplug();
1489                                 BUG(); 
1490                         }       
1491                 }
1492                 set_fs(old_fs);
1493         }
1494
1495         /* cache setup completed, link it into the list */
1496         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
1497         up(&cache_chain_sem);
1498         unlock_cpu_hotplug();
1499 opps:
1500         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
1501                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
1502                         name);
1503         return cachep;
1504 }
1505 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
1506
1507 #if DEBUG
1508 static void check_irq_off(void)
1509 {
1510         BUG_ON(!irqs_disabled());
1511 }
1512
1513 static void check_irq_on(void)
1514 {
1515         BUG_ON(irqs_disabled());
1516 }
1517
1518 static void check_spinlock_acquired(kmem_cache_t *cachep)
1519 {
1520 #ifdef CONFIG_SMP
1521         check_irq_off();
1522         BUG_ON(spin_trylock(&cachep->spinlock));
1523 #endif
1524 }
1525 #else
1526 #define check_irq_off() do { } while(0)
1527 #define check_irq_on()  do { } while(0)
1528 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
1529 #endif
1530
1531 /*
1532  * Waits for all CPUs to execute func().
1533  */
1534 static void smp_call_function_all_cpus(void (*func) (void *arg), void *arg)
1535 {
1536         check_irq_on();
1537         preempt_disable();
1538
1539         local_irq_disable();
1540         func(arg);
1541         local_irq_enable();
1542
1543         if (smp_call_function(func, arg, 1, 1))
1544                 BUG();
1545
1546         preempt_enable();
1547 }
1548
1549 static void drain_array_locked(kmem_cache_t* cachep,
1550                                 struct array_cache *ac, int force);
1551
1552 static void do_drain(void *arg)
1553 {
1554         kmem_cache_t *cachep = (kmem_cache_t*)arg;
1555         struct array_cache *ac;
1556
1557         check_irq_off();
1558         ac = ac_data(cachep);
1559         spin_lock(&cachep->spinlock);
1560         free_block(cachep, &ac_entry(ac)[0], ac->avail);
1561         spin_unlock(&cachep->spinlock);
1562         ac->avail = 0;
1563 }
1564
1565 static void drain_cpu_caches(kmem_cache_t *cachep)
1566 {
1567         smp_call_function_all_cpus(do_drain, cachep);
1568         check_irq_on();
1569         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1570         if (cachep->lists.shared)
1571                 drain_array_locked(cachep, cachep->lists.shared, 1);
1572         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1573 }
1574
1575
1576 /* NUMA shrink all list3s */
1577 static int __cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
1578 {
1579         struct slab *slabp;
1580         int ret;
1581
1582         drain_cpu_caches(cachep);
1583
1584         check_irq_on();
1585         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1586
1587         for(;;) {
1588                 struct list_head *p;
1589
1590                 p = cachep->lists.slabs_free.prev;
1591                 if (p == &cachep->lists.slabs_free)
1592                         break;
1593
1594                 slabp = list_entry(cachep->lists.slabs_free.prev, struct slab, list);
1595 #if DEBUG
1596                 if (slabp->inuse)
1597                         BUG();
1598 #endif
1599                 list_del(&slabp->list);
1600
1601                 cachep->lists.free_objects -= cachep->num;
1602                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1603                 slab_destroy(cachep, slabp);
1604                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1605         }
1606         ret = !list_empty(&cachep->lists.slabs_full) ||
1607                 !list_empty(&cachep->lists.slabs_partial);
1608         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1609         return ret;
1610 }
1611
1612 /**
1613  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
1614  * @cachep: The cache to shrink.
1615  *
1616  * Releases as many slabs as possible for a cache.
1617  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
1618  */
1619 int kmem_cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
1620 {
1621         if (!cachep || in_interrupt())
1622                 BUG();
1623
1624         return __cache_shrink(cachep);
1625 }
1626 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
1627
1628 /**
1629  * kmem_cache_destroy - delete a cache
1630  * @cachep: the cache to destroy
1631  *
1632  * Remove a kmem_cache_t object from the slab cache.
1633  * Returns 0 on success.
1634  *
1635  * It is expected this function will be called by a module when it is
1636  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
1637  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
1638  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
1639  *
1640  * The cache must be empty before calling this function.
1641  *
1642  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
1643  * during the kmem_cache_destroy().
1644  */
1645 int kmem_cache_destroy(kmem_cache_t * cachep)
1646 {
1647         int i;
1648
1649         if (!cachep || in_interrupt())
1650                 BUG();
1651
1652         /* Don't let CPUs to come and go */
1653         lock_cpu_hotplug();
1654
1655         /* Find the cache in the chain of caches. */
1656         down(&cache_chain_sem);
1657         /*
1658          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
1659          */
1660         list_del(&cachep->next);
1661         up(&cache_chain_sem);
1662
1663         if (__cache_shrink(cachep)) {
1664                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
1665                 down(&cache_chain_sem);
1666                 list_add(&cachep->next,&cache_chain);
1667                 up(&cache_chain_sem);
1668                 unlock_cpu_hotplug();
1669                 return 1;
1670         }
1671
1672         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1673                 synchronize_rcu();
1674
1675         /* no cpu_online check required here since we clear the percpu
1676          * array on cpu offline and set this to NULL.
1677          */
1678         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++)
1679                 kfree(cachep->array[i]);
1680
1681         /* NUMA: free the list3 structures */
1682         kfree(cachep->lists.shared);
1683         cachep->lists.shared = NULL;
1684         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1685
1686         unlock_cpu_hotplug();
1687
1688         return 0;
1689 }
1690 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
1691
1692 /* Get the memory for a slab management obj. */
1693 static struct slab* alloc_slabmgmt(kmem_cache_t *cachep,
1694                         void *objp, int colour_off, unsigned int __nocast local_flags)
1695 {
1696         struct slab *slabp;
1697         
1698         if (OFF_SLAB(cachep)) {
1699                 /* Slab management obj is off-slab. */
1700                 slabp = kmem_cache_alloc(cachep->slabp_cache, local_flags);
1701                 if (!slabp)
1702                         return NULL;
1703         } else {
1704                 slabp = objp+colour_off;
1705                 colour_off += cachep->slab_size;
1706         }
1707         slabp->inuse = 0;
1708         slabp->colouroff = colour_off;
1709         slabp->s_mem = objp+colour_off;
1710
1711         return slabp;
1712 }
1713
1714 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
1715 {
1716         return (kmem_bufctl_t *)(slabp+1);
1717 }
1718
1719 static void cache_init_objs(kmem_cache_t *cachep,
1720                         struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
1721 {
1722         int i;
1723
1724         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1725                 void* objp = slabp->s_mem+cachep->objsize*i;
1726 #if DEBUG
1727                 /* need to poison the objs? */
1728                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
1729                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
1730                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
1731                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
1732
1733                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1734                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1735                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1736                 }
1737                 /*
1738                  * Constructors are not allowed to allocate memory from
1739                  * the same cache which they are a constructor for.
1740                  * Otherwise, deadlock. They must also be threaded.
1741                  */
1742                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1743                         cachep->ctor(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, ctor_flags);
1744
1745                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1746                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1747                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
1748                                                         " end of an object");
1749                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1750                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
1751                                                         " start of an object");
1752                 }
1753                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
1754                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 0);
1755 #else
1756                 if (cachep->ctor)
1757                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
1758 #endif
1759                 slab_bufctl(slabp)[i] = i+1;
1760         }
1761         slab_bufctl(slabp)[i-1] = BUFCTL_END;
1762         slabp->free = 0;
1763 }
1764
1765 static void kmem_flagcheck(kmem_cache_t *cachep, unsigned int flags)
1766 {
1767         if (flags & SLAB_DMA) {
1768                 if (!(cachep->gfpflags & GFP_DMA))
1769                         BUG();
1770         } else {
1771                 if (cachep->gfpflags & GFP_DMA)
1772                         BUG();
1773         }
1774 }
1775
1776 static void set_slab_attr(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp, void *objp)
1777 {
1778         int i;
1779         struct page *page;
1780
1781         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
1782         i = 1 << cachep->gfporder;
1783         page = virt_to_page(objp);
1784         do {
1785                 SET_PAGE_CACHE(page, cachep);
1786                 SET_PAGE_SLAB(page, slabp);
1787                 page++;
1788         } while (--i);
1789 }
1790
1791 /*
1792  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
1793  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
1794  */
1795 static int cache_grow(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags, int nodeid)
1796 {
1797         struct slab     *slabp;
1798         void            *objp;
1799         size_t           offset;
1800         unsigned int     local_flags;
1801         unsigned long    ctor_flags;
1802
1803         /* Be lazy and only check for valid flags here,
1804          * keeping it out of the critical path in kmem_cache_alloc().
1805          */
1806         if (flags & ~(SLAB_DMA|SLAB_LEVEL_MASK|SLAB_NO_GROW))
1807                 BUG();
1808         if (flags & SLAB_NO_GROW)
1809                 return 0;
1810
1811         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
1812         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
1813         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
1814                 /*
1815                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
1816                  * this - it might need to know...
1817                  */
1818                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
1819
1820         /* About to mess with non-constant members - lock. */
1821         check_irq_off();
1822         spin_lock(&cachep->spinlock);
1823
1824         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
1825         offset = cachep->colour_next;
1826         cachep->colour_next++;
1827         if (cachep->colour_next >= cachep->colour)
1828                 cachep->colour_next = 0;
1829         offset *= cachep->colour_off;
1830
1831         spin_unlock(&cachep->spinlock);
1832
1833         if (local_flags & __GFP_WAIT)
1834                 local_irq_enable();
1835
1836         /*
1837          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
1838          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
1839          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
1840          * will eventually be caught here (where it matters).
1841          */
1842         kmem_flagcheck(cachep, flags);
1843
1844
1845         /* Get mem for the objs. */
1846         if (!(objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid)))
1847                 goto failed;
1848
1849         /* Get slab management. */
1850         if (!(slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags)))
1851                 goto opps1;
1852
1853         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
1854
1855         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
1856
1857         if (local_flags & __GFP_WAIT)
1858                 local_irq_disable();
1859         check_irq_off();
1860         spin_lock(&cachep->spinlock);
1861
1862         /* Make slab active. */
1863         list_add_tail(&slabp->list, &(list3_data(cachep)->slabs_free));
1864         STATS_INC_GROWN(cachep);
1865         list3_data(cachep)->free_objects += cachep->num;
1866         spin_unlock(&cachep->spinlock);
1867         return 1;
1868 opps1:
1869         kmem_freepages(cachep, objp);
1870 failed:
1871         if (local_flags & __GFP_WAIT)
1872                 local_irq_disable();
1873         return 0;
1874 }
1875
1876 #if DEBUG
1877
1878 /*
1879  * Perform extra freeing checks:
1880  * - detect bad pointers.
1881  * - POISON/RED_ZONE checking
1882  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
1883  */
1884 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
1885 {
1886         struct page *page;
1887
1888         if (!virt_addr_valid(objp)) {
1889                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
1890                         (unsigned long)objp);   
1891                 BUG();  
1892         }
1893         page = virt_to_page(objp);
1894         if (!PageSlab(page)) {
1895                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n", (unsigned long)objp);
1896                 BUG();
1897         }
1898 }
1899
1900 static void *cache_free_debugcheck(kmem_cache_t *cachep, void *objp,
1901                                         void *caller)
1902 {
1903         struct page *page;
1904         unsigned int objnr;
1905         struct slab *slabp;
1906
1907         objp -= obj_dbghead(cachep);
1908         kfree_debugcheck(objp);
1909         page = virt_to_page(objp);
1910
1911         if (GET_PAGE_CACHE(page) != cachep) {
1912                 printk(KERN_ERR "mismatch in kmem_cache_free: expected cache %p, got %p\n",
1913                                 GET_PAGE_CACHE(page),cachep);
1914                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
1915                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", GET_PAGE_CACHE(page), GET_PAGE_CACHE(page)->name);
1916                 WARN_ON(1);
1917         }
1918         slabp = GET_PAGE_SLAB(page);
1919
1920         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1921                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
1922                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
1923                                                 " object was overwritten");
1924                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
1925                                         objp, *dbg_redzone1(cachep, objp), *dbg_redzone2(cachep, objp));
1926                 }
1927                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1928                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1929         }
1930         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
1931                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
1932
1933         objnr = (objp-slabp->s_mem)/cachep->objsize;
1934
1935         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
1936         BUG_ON(objp != slabp->s_mem + objnr*cachep->objsize);
1937
1938         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
1939                 /* Need to call the slab's constructor so the
1940                  * caller can perform a verify of its state (debugging).
1941                  * Called without the cache-lock held.
1942                  */
1943                 cachep->ctor(objp+obj_dbghead(cachep),
1944                                         cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR|SLAB_CTOR_VERIFY);
1945         }
1946         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
1947                 /* we want to cache poison the object,
1948                  * call the destruction callback
1949                  */
1950                 cachep->dtor(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, 0);
1951         }
1952         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1953 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1954                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)) {
1955                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
1956                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 0);
1957                 } else {
1958                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
1959                 }
1960 #else
1961                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
1962 #endif
1963         }
1964         return objp;
1965 }
1966
1967 static void check_slabp(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp)
1968 {
1969         kmem_bufctl_t i;
1970         int entries = 0;
1971         
1972         check_spinlock_acquired(cachep);
1973         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
1974         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
1975                 entries++;
1976                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
1977                         goto bad;
1978         }
1979         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
1980 bad:
1981                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
1982                                 cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
1983                 for (i=0;i<sizeof(slabp)+cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t);i++) {
1984                         if ((i%16)==0)
1985                                 printk("\n%03x:", i);
1986                         printk(" %02x", ((unsigned char*)slabp)[i]);
1987                 }
1988                 printk("\n");
1989                 BUG();
1990         }
1991 }
1992 #else
1993 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
1994 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
1995 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
1996 #endif
1997
1998 static void *cache_alloc_refill(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags)
1999 {
2000         int batchcount;
2001         struct kmem_list3 *l3;
2002         struct array_cache *ac;
2003
2004         check_irq_off();
2005         ac = ac_data(cachep);
2006 retry:
2007         batchcount = ac->batchcount;
2008         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2009                 /* if there was little recent activity on this
2010                  * cache, then perform only a partial refill.
2011                  * Otherwise we could generate refill bouncing.
2012                  */
2013                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2014         }
2015         l3 = list3_data(cachep);
2016
2017         BUG_ON(ac->avail > 0);
2018         spin_lock(&cachep->spinlock);
2019         if (l3->shared) {
2020                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2021                 if (shared_array->avail) {
2022                         if (batchcount > shared_array->avail)
2023                                 batchcount = shared_array->avail;
2024                         shared_array->avail -= batchcount;
2025                         ac->avail = batchcount;
2026                         memcpy(ac_entry(ac), &ac_entry(shared_array)[shared_array->avail],
2027                                         sizeof(void*)*batchcount);
2028                         shared_array->touched = 1;
2029                         goto alloc_done;
2030                 }
2031         }
2032         while (batchcount > 0) {
2033                 struct list_head *entry;
2034                 struct slab *slabp;
2035                 /* Get slab alloc is to come from. */
2036                 entry = l3->slabs_partial.next;
2037                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2038                         l3->free_touched = 1;
2039                         entry = l3->slabs_free.next;
2040                         if (entry == &l3->slabs_free)
2041                                 goto must_grow;
2042                 }
2043
2044                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2045                 check_slabp(cachep, slabp);
2046                 check_spinlock_acquired(cachep);
2047                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2048                         kmem_bufctl_t next;
2049                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2050                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2051                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2052
2053                         /* get obj pointer */
2054                         ac_entry(ac)[ac->avail++] = slabp->s_mem + slabp->free*cachep->objsize;
2055
2056                         slabp->inuse++;
2057                         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2058 #if DEBUG
2059                         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2060 #endif
2061                         slabp->free = next;
2062                 }
2063                 check_slabp(cachep, slabp);
2064
2065                 /* move slabp to correct slabp list: */
2066                 list_del(&slabp->list);
2067                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2068                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2069                 else
2070                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2071         }
2072
2073 must_grow:
2074         l3->free_objects -= ac->avail;
2075 alloc_done:
2076         spin_unlock(&cachep->spinlock);
2077
2078         if (unlikely(!ac->avail)) {
2079                 int x;
2080                 x = cache_grow(cachep, flags, -1);
2081                 
2082                 // cache_grow can reenable interrupts, then ac could change.
2083                 ac = ac_data(cachep);
2084                 if (!x && ac->avail == 0)       // no objects in sight? abort
2085                         return NULL;
2086
2087                 if (!ac->avail)         // objects refilled by interrupt?
2088                         goto retry;
2089         }
2090         ac->touched = 1;
2091         return ac_entry(ac)[--ac->avail];
2092 }
2093
2094 static inline void
2095 cache_alloc_debugcheck_before(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags)
2096 {
2097         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2098 #if DEBUG
2099         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2100 #endif
2101 }
2102
2103 #if DEBUG
2104 static void *
2105 cache_alloc_debugcheck_after(kmem_cache_t *cachep,
2106                         unsigned int __nocast flags, void *objp, void *caller)
2107 {
2108         if (!objp)      
2109                 return objp;
2110         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2111 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2112                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2113                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 1);
2114                 else
2115                         check_poison_obj(cachep, objp);
2116 #else
2117                 check_poison_obj(cachep, objp);
2118 #endif
2119                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2120         }
2121         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2122                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2123
2124         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2125                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2126                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2127                                                 " object was overwritten");
2128                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2129                                         objp, *dbg_redzone1(cachep, objp), *dbg_redzone2(cachep, objp));
2130                 }
2131                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2132                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2133         }
2134         objp += obj_dbghead(cachep);
2135         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2136                 unsigned long   ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2137
2138                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2139                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2140
2141                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2142         }       
2143         return objp;
2144 }
2145 #else
2146 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2147 #endif
2148
2149
2150 static inline void *__cache_alloc(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags)
2151 {
2152         unsigned long save_flags;
2153         void* objp;
2154         struct array_cache *ac;
2155
2156         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2157
2158         local_irq_save(save_flags);
2159         ac = ac_data(cachep);
2160         if (likely(ac->avail)) {
2161                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2162                 ac->touched = 1;
2163                 objp = ac_entry(ac)[--ac->avail];
2164         } else {
2165                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2166                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2167         }
2168         local_irq_restore(save_flags);
2169         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
2170                                         __builtin_return_address(0));
2171         prefetchw(objp);
2172         return objp;
2173 }
2174
2175 /* 
2176  * NUMA: different approach needed if the spinlock is moved into
2177  * the l3 structure
2178  */
2179
2180 static void free_block(kmem_cache_t *cachep, void **objpp, int nr_objects)
2181 {
2182         int i;
2183
2184         check_spinlock_acquired(cachep);
2185
2186         /* NUMA: move add into loop */
2187         cachep->lists.free_objects += nr_objects;
2188
2189         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
2190                 void *objp = objpp[i];
2191                 struct slab *slabp;
2192                 unsigned int objnr;
2193
2194                 slabp = GET_PAGE_SLAB(virt_to_page(objp));
2195                 list_del(&slabp->list);
2196                 objnr = (objp - slabp->s_mem) / cachep->objsize;
2197                 check_slabp(cachep, slabp);
2198 #if DEBUG
2199                 if (slab_bufctl(slabp)[objnr] != BUFCTL_FREE) {
2200                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache '%s', objp %p.\n",
2201                                                 cachep->name, objp);
2202                         BUG();
2203                 }
2204 #endif
2205                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2206                 slabp->free = objnr;
2207                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
2208                 slabp->inuse--;
2209                 check_slabp(cachep, slabp);
2210
2211                 /* fixup slab chains */
2212                 if (slabp->inuse == 0) {
2213                         if (cachep->lists.free_objects > cachep->free_limit) {
2214                                 cachep->lists.free_objects -= cachep->num;
2215                                 slab_destroy(cachep, slabp);
2216                         } else {
2217                                 list_add(&slabp->list,
2218                                 &list3_data_ptr(cachep, objp)->slabs_free);
2219                         }
2220                 } else {
2221                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
2222                          * partial list on free - maximum time for the
2223                          * other objects to be freed, too.
2224                          */
2225                         list_add_tail(&slabp->list,
2226                                 &list3_data_ptr(cachep, objp)->slabs_partial);
2227                 }
2228         }
2229 }
2230
2231 static void cache_flusharray(kmem_cache_t *cachep, struct array_cache *ac)
2232 {
2233         int batchcount;
2234
2235         batchcount = ac->batchcount;
2236 #if DEBUG
2237         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
2238 #endif
2239         check_irq_off();
2240         spin_lock(&cachep->spinlock);
2241         if (cachep->lists.shared) {
2242                 struct array_cache *shared_array = cachep->lists.shared;
2243                 int max = shared_array->limit-shared_array->avail;
2244                 if (max) {
2245                         if (batchcount > max)
2246                                 batchcount = max;
2247                         memcpy(&ac_entry(shared_array)[shared_array->avail],
2248                                         &ac_entry(ac)[0],
2249                                         sizeof(void*)*batchcount);
2250                         shared_array->avail += batchcount;
2251                         goto free_done;
2252                 }
2253         }
2254
2255         free_block(cachep, &ac_entry(ac)[0], batchcount);
2256 free_done:
2257 #if STATS
2258         {
2259                 int i = 0;
2260                 struct list_head *p;
2261
2262                 p = list3_data(cachep)->slabs_free.next;
2263                 while (p != &(list3_data(cachep)->slabs_free)) {
2264                         struct slab *slabp;
2265
2266                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2267                         BUG_ON(slabp->inuse);
2268
2269                         i++;
2270                         p = p->next;
2271                 }
2272                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
2273         }
2274 #endif
2275         spin_unlock(&cachep->spinlock);
2276         ac->avail -= batchcount;
2277         memmove(&ac_entry(ac)[0], &ac_entry(ac)[batchcount],
2278                         sizeof(void*)*ac->avail);
2279 }
2280
2281 /*
2282  * __cache_free
2283  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed
2284  * state, it must be in this state _before_ it is released.
2285  *
2286  * Called with disabled ints.
2287  */
2288 static inline void __cache_free(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
2289 {
2290         struct array_cache *ac = ac_data(cachep);
2291
2292         check_irq_off();
2293         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
2294
2295         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
2296                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
2297                 ac_entry(ac)[ac->avail++] = objp;
2298                 return;
2299         } else {
2300                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
2301                 cache_flusharray(cachep, ac);
2302                 ac_entry(ac)[ac->avail++] = objp;
2303         }
2304 }
2305
2306 /**
2307  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
2308  * @cachep: The cache to allocate from.
2309  * @flags: See kmalloc().
2310  *
2311  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
2312  * if the cache has no available objects.
2313  */
2314 void *kmem_cache_alloc(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags)
2315 {
2316         return __cache_alloc(cachep, flags);
2317 }
2318 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2319
2320 /**
2321  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
2322  *      be a slab entry.
2323  * @cachep: the cache we're checking against
2324  * @ptr: pointer to validate
2325  *
2326  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
2327  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
2328  * part of the slab cache in question, but it at least
2329  * validates that the pointer can be dereferenced and
2330  * looks half-way sane.
2331  *
2332  * Currently only used for dentry validation.
2333  */
2334 int fastcall kmem_ptr_validate(kmem_cache_t *cachep, void *ptr)
2335 {
2336         unsigned long addr = (unsigned long) ptr;
2337         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
2338         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD-1;
2339         unsigned long size = cachep->objsize;
2340         struct page *page;
2341
2342         if (unlikely(addr < min_addr))
2343                 goto out;
2344         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
2345                 goto out;
2346         if (unlikely(addr & align_mask))
2347                 goto out;
2348         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
2349                 goto out;
2350         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
2351                 goto out;
2352         page = virt_to_page(ptr);
2353         if (unlikely(!PageSlab(page)))
2354                 goto out;
2355         if (unlikely(GET_PAGE_CACHE(page) != cachep))
2356                 goto out;
2357         return 1;
2358 out:
2359         return 0;
2360 }
2361
2362 #ifdef CONFIG_NUMA
2363 /**
2364  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
2365  * @cachep: The cache to allocate from.
2366  * @flags: See kmalloc().
2367  * @nodeid: node number of the target node.
2368  *
2369  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
2370  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
2371  * can improve the performance for cpu bound structures.
2372  */
2373 void *kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_t *cachep, int flags, int nodeid)
2374 {
2375         int loop;
2376         void *objp;
2377         struct slab *slabp;
2378         kmem_bufctl_t next;
2379
2380         if (nodeid == -1)
2381                 return kmem_cache_alloc(cachep, flags);
2382
2383         for (loop = 0;;loop++) {
2384                 struct list_head *q;
2385
2386                 objp = NULL;
2387                 check_irq_on();
2388                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2389                 /* walk through all partial and empty slab and find one
2390                  * from the right node */
2391                 list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_partial) {
2392                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2393
2394                         if (page_to_nid(virt_to_page(slabp->s_mem)) == nodeid ||
2395                                         loop > 2)
2396                                 goto got_slabp;
2397                 }
2398                 list_for_each(q, &cachep->lists.slabs_free) {
2399                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2400
2401                         if (page_to_nid(virt_to_page(slabp->s_mem)) == nodeid ||
2402                                         loop > 2)
2403                                 goto got_slabp;
2404                 }
2405                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2406
2407                 local_irq_disable();
2408                 if (!cache_grow(cachep, flags, nodeid)) {
2409                         local_irq_enable();
2410                         return NULL;
2411                 }
2412                 local_irq_enable();
2413         }
2414 got_slabp:
2415         /* found one: allocate object */
2416         check_slabp(cachep, slabp);
2417         check_spinlock_acquired(cachep);
2418
2419         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2420         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2421         STATS_SET_HIGH(cachep);
2422         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
2423
2424         objp = slabp->s_mem + slabp->free*cachep->objsize;
2425
2426         slabp->inuse++;
2427         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2428 #if DEBUG
2429         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2430 #endif
2431         slabp->free = next;
2432         check_slabp(cachep, slabp);
2433
2434         /* move slabp to correct slabp list: */
2435         list_del(&slabp->list);
2436         if (slabp->free == BUFCTL_END)
2437                 list_add(&slabp->list, &cachep->lists.slabs_full);
2438         else
2439                 list_add(&slabp->list, &cachep->lists.slabs_partial);
2440
2441         list3_data(cachep)->free_objects--;
2442         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2443
2444         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, GFP_KERNEL, objp,
2445                                         __builtin_return_address(0));
2446         return objp;
2447 }
2448 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2449
2450 void *kmalloc_node(size_t size, unsigned int __nocast flags, int node)
2451 {
2452         kmem_cache_t *cachep;
2453
2454         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
2455         if (unlikely(cachep == NULL))
2456                 return NULL;
2457         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
2458 }
2459 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
2460 #endif
2461
2462 /**
2463  * kmalloc - allocate memory
2464  * @size: how many bytes of memory are required.
2465  * @flags: the type of memory to allocate.
2466  *
2467  * kmalloc is the normal method of allocating memory
2468  * in the kernel.
2469  *
2470  * The @flags argument may be one of:
2471  *
2472  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
2473  *
2474  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
2475  *
2476  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
2477  *
2478  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
2479  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
2480  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
2481  * from the first 16MB.
2482  */
2483 void *__kmalloc(size_t size, unsigned int __nocast flags)
2484 {
2485         kmem_cache_t *cachep;
2486
2487         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
2488          * __ with kmem_.
2489          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
2490          * functions.
2491          */
2492         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
2493         if (unlikely(cachep == NULL))
2494                 return NULL;
2495         return __cache_alloc(cachep, flags);
2496 }
2497 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2498
2499 #ifdef CONFIG_SMP
2500 /**
2501  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
2502  * cpu in the system, zeroing them.
2503  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
2504  *
2505  * @size: how many bytes of memory are required.
2506  * @align: the alignment, which can't be greater than SMP_CACHE_BYTES.
2507  */
2508 void *__alloc_percpu(size_t size, size_t align)
2509 {
2510         int i;
2511         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof (*pdata), GFP_KERNEL);
2512
2513         if (!pdata)
2514                 return NULL;
2515
2516         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2517                 if (!cpu_possible(i))
2518                         continue;
2519                 pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL,
2520                                                 cpu_to_node(i));
2521
2522                 if (!pdata->ptrs[i])
2523                         goto unwind_oom;
2524                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
2525         }
2526
2527         /* Catch derefs w/o wrappers */
2528         return (void *) (~(unsigned long) pdata);
2529
2530 unwind_oom:
2531         while (--i >= 0) {
2532                 if (!cpu_possible(i))
2533                         continue;
2534                 kfree(pdata->ptrs[i]);
2535         }
2536         kfree(pdata);
2537         return NULL;
2538 }
2539 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
2540 #endif
2541
2542 /**
2543  * kmem_cache_free - Deallocate an object
2544  * @cachep: The cache the allocation was from.
2545  * @objp: The previously allocated object.
2546  *
2547  * Free an object which was previously allocated from this
2548  * cache.
2549  */
2550 void kmem_cache_free(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
2551 {
2552         unsigned long flags;
2553
2554         local_irq_save(flags);
2555         __cache_free(cachep, objp);
2556         local_irq_restore(flags);
2557 }
2558 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2559
2560 /**
2561  * kzalloc - allocate memory. The memory is set to zero.
2562  * @size: how many bytes of memory are required.
2563  * @flags: the type of memory to allocate.
2564  */
2565 void *kzalloc(size_t size, unsigned int __nocast flags)
2566 {
2567         void *ret = kmalloc(size, flags);
2568         if (ret)
2569                 memset(ret, 0, size);
2570         return ret;
2571 }
2572 EXPORT_SYMBOL(kzalloc);
2573
2574 /**
2575  * kfree - free previously allocated memory
2576  * @objp: pointer returned by kmalloc.
2577  *
2578  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
2579  * or you will run into trouble.
2580  */
2581 void kfree(const void *objp)
2582 {
2583         kmem_cache_t *c;
2584         unsigned long flags;
2585
2586         if (unlikely(!objp))
2587                 return;
2588         local_irq_save(flags);
2589         kfree_debugcheck(objp);
2590         c = GET_PAGE_CACHE(virt_to_page(objp));
2591         __cache_free(c, (void*)objp);
2592         local_irq_restore(flags);
2593 }
2594 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2595
2596 #ifdef CONFIG_SMP
2597 /**
2598  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
2599  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
2600  *
2601  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
2602  * The complemented objp is to check for that.
2603  */
2604 void
2605 free_percpu(const void *objp)
2606 {
2607         int i;
2608         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *) (~(unsigned long) objp);
2609
2610         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2611                 if (!cpu_possible(i))
2612                         continue;
2613                 kfree(p->ptrs[i]);
2614         }
2615         kfree(p);
2616 }
2617 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
2618 #endif
2619
2620 unsigned int kmem_cache_size(kmem_cache_t *cachep)
2621 {
2622         return obj_reallen(cachep);
2623 }
2624 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2625
2626 const char *kmem_cache_name(kmem_cache_t *cachep)
2627 {
2628         return cachep->name;
2629 }
2630 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
2631
2632 struct ccupdate_struct {
2633         kmem_cache_t *cachep;
2634         struct array_cache *new[NR_CPUS];
2635 };
2636
2637 static void do_ccupdate_local(void *info)
2638 {
2639         struct ccupdate_struct *new = (struct ccupdate_struct *)info;
2640         struct array_cache *old;
2641
2642         check_irq_off();
2643         old = ac_data(new->cachep);
2644         
2645         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
2646         new->new[smp_processor_id()] = old;
2647 }
2648
2649
2650 static int do_tune_cpucache(kmem_cache_t *cachep, int limit, int batchcount,
2651                                 int shared)
2652 {
2653         struct ccupdate_struct new;
2654         struct array_cache *new_shared;
2655         int i;
2656
2657         memset(&new.new,0,sizeof(new.new));
2658         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2659                 if (cpu_online(i)) {
2660                         new.new[i] = alloc_arraycache(i, limit, batchcount);
2661                         if (!new.new[i]) {
2662                                 for (i--; i >= 0; i--) kfree(new.new[i]);
2663                                 return -ENOMEM;
2664                         }
2665                 } else {
2666                         new.new[i] = NULL;
2667                 }
2668         }
2669         new.cachep = cachep;
2670
2671         smp_call_function_all_cpus(do_ccupdate_local, (void *)&new);
2672         
2673         check_irq_on();
2674         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2675         cachep->batchcount = batchcount;
2676         cachep->limit = limit;
2677         cachep->free_limit = (1+num_online_cpus())*cachep->batchcount + cachep->num;
2678         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2679
2680         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2681                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
2682                 if (!ccold)
2683                         continue;
2684                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2685                 free_block(cachep, ac_entry(ccold), ccold->avail);
2686                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2687                 kfree(ccold);
2688         }
2689         new_shared = alloc_arraycache(-1, batchcount*shared, 0xbaadf00d);
2690         if (new_shared) {
2691                 struct array_cache *old;
2692
2693                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2694                 old = cachep->lists.shared;
2695                 cachep->lists.shared = new_shared;
2696                 if (old)
2697                         free_block(cachep, ac_entry(old), old->avail);
2698                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2699                 kfree(old);
2700         }
2701
2702         return 0;
2703 }
2704
2705
2706 static void enable_cpucache(kmem_cache_t *cachep)
2707 {
2708         int err;
2709         int limit, shared;
2710
2711         /* The head array serves three purposes:
2712          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
2713          * - reduce the number of spinlock operations.
2714          * - reduce the number of linked list operations on the slab and 
2715          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
2716          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
2717          * Bonwick.
2718          */
2719         if (cachep->objsize > 131072)
2720                 limit = 1;
2721         else if (cachep->objsize > PAGE_SIZE)
2722                 limit = 8;
2723         else if (cachep->objsize > 1024)
2724                 limit = 24;
2725         else if (cachep->objsize > 256)
2726                 limit = 54;
2727         else
2728                 limit = 120;
2729
2730         /* Cpu bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
2731          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
2732          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
2733          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
2734          * replaces Bonwick's magazine layer.
2735          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
2736          * to a larger limit. Thus disabled by default.
2737          */
2738         shared = 0;
2739 #ifdef CONFIG_SMP
2740         if (cachep->objsize <= PAGE_SIZE)
2741                 shared = 8;
2742 #endif
2743
2744 #if DEBUG
2745         /* With debugging enabled, large batchcount lead to excessively
2746          * long periods with disabled local interrupts. Limit the 
2747          * batchcount
2748          */
2749         if (limit > 32)
2750                 limit = 32;
2751 #endif
2752         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit+1)/2, shared);
2753         if (err)
2754                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
2755                                         cachep->name, -err);
2756 }
2757
2758 static void drain_array_locked(kmem_cache_t *cachep,
2759                                 struct array_cache *ac, int force)
2760 {
2761         int tofree;
2762
2763         check_spinlock_acquired(cachep);
2764         if (ac->touched && !force) {
2765                 ac->touched = 0;
2766         } else if (ac->avail) {
2767                 tofree = force ? ac->avail : (ac->limit+4)/5;
2768                 if (tofree > ac->avail) {
2769                         tofree = (ac->avail+1)/2;
2770                 }
2771                 free_block(cachep, ac_entry(ac), tofree);
2772                 ac->avail -= tofree;
2773                 memmove(&ac_entry(ac)[0], &ac_entry(ac)[tofree],
2774                                         sizeof(void*)*ac->avail);
2775         }
2776 }
2777
2778 /**
2779  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
2780  *
2781  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
2782  * Purpose:
2783  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
2784  * - return freeable pages to the main free memory pool.
2785  *
2786  * If we cannot acquire the cache chain semaphore then just give up - we'll
2787  * try again on the next iteration.
2788  */
2789 static void cache_reap(void *unused)
2790 {
2791         struct list_head *walk;
2792
2793         if (down_trylock(&cache_chain_sem)) {
2794                 /* Give up. Setup the next iteration. */
2795                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC + smp_processor_id());
2796                 return;
2797         }
2798
2799         list_for_each(walk, &cache_chain) {
2800                 kmem_cache_t *searchp;
2801                 struct list_head* p;
2802                 int tofree;
2803                 struct slab *slabp;
2804
2805                 searchp = list_entry(walk, kmem_cache_t, next);
2806
2807                 if (searchp->flags & SLAB_NO_REAP)
2808                         goto next;
2809
2810                 check_irq_on();
2811
2812                 spin_lock_irq(&searchp->spinlock);
2813
2814                 drain_array_locked(searchp, ac_data(searchp), 0);
2815
2816                 if(time_after(searchp->lists.next_reap, jiffies))
2817                         goto next_unlock;
2818
2819                 searchp->lists.next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
2820
2821                 if (searchp->lists.shared)
2822                         drain_array_locked(searchp, searchp->lists.shared, 0);
2823
2824                 if (searchp->lists.free_touched) {
2825                         searchp->lists.free_touched = 0;
2826                         goto next_unlock;
2827                 }
2828
2829                 tofree = (searchp->free_limit+5*searchp->num-1)/(5*searchp->num);
2830                 do {
2831                         p = list3_data(searchp)->slabs_free.next;
2832                         if (p == &(list3_data(searchp)->slabs_free))
2833                                 break;
2834
2835                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2836                         BUG_ON(slabp->inuse);
2837                         list_del(&slabp->list);
2838                         STATS_INC_REAPED(searchp);
2839
2840                         /* Safe to drop the lock. The slab is no longer
2841                          * linked to the cache.
2842                          * searchp cannot disappear, we hold
2843                          * cache_chain_lock
2844                          */
2845                         searchp->lists.free_objects -= searchp->num;
2846                         spin_unlock_irq(&searchp->spinlock);
2847                         slab_destroy(searchp, slabp);
2848                         spin_lock_irq(&searchp->spinlock);
2849                 } while(--tofree > 0);
2850 next_unlock:
2851                 spin_unlock_irq(&searchp->spinlock);
2852 next:
2853                 cond_resched();
2854         }
2855         check_irq_on();
2856         up(&cache_chain_sem);
2857         drain_remote_pages();
2858         /* Setup the next iteration */
2859         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC + smp_processor_id());
2860 }
2861
2862 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2863
2864 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2865 {
2866         loff_t n = *pos;
2867         struct list_head *p;
2868
2869         down(&cache_chain_sem);
2870         if (!n) {
2871                 /*
2872                  * Output format version, so at least we can change it
2873                  * without _too_ many complaints.
2874                  */
2875 #if STATS
2876                 seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
2877 #else
2878                 seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
2879 #endif
2880                 seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> <objperslab> <pagesperslab>");
2881                 seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
2882                 seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
2883 #if STATS
2884                 seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped>"
2885                                 " <error> <maxfreeable> <freelimit> <nodeallocs>");
2886                 seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
2887 #endif
2888                 seq_putc(m, '\n');
2889         }
2890         p = cache_chain.next;
2891         while (n--) {
2892                 p = p->next;
2893                 if (p == &cache_chain)
2894                         return NULL;
2895         }
2896         return list_entry(p, kmem_cache_t, next);
2897 }
2898
2899 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
2900 {
2901         kmem_cache_t *cachep = p;
2902         ++*pos;
2903         return cachep->next.next == &cache_chain ? NULL
2904                 : list_entry(cachep->next.next, kmem_cache_t, next);
2905 }
2906
2907 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
2908 {
2909         up(&cache_chain_sem);
2910 }
2911
2912 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
2913 {
2914         kmem_cache_t *cachep = p;
2915         struct list_head *q;
2916         struct slab     *slabp;
2917         unsigned long   active_objs;
2918         unsigned long   num_objs;
2919         unsigned long   active_slabs = 0;
2920         unsigned long   num_slabs;
2921         const char *name; 
2922         char *error = NULL;
2923
2924         check_irq_on();
2925         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2926         active_objs = 0;
2927         num_slabs = 0;
2928         list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_full) {
2929                 slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2930                 if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
2931                         error = "slabs_full accounting error";
2932                 active_objs += cachep->num;
2933                 active_slabs++;
2934         }
2935         list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_partial) {
2936                 slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2937                 if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
2938                         error = "slabs_partial inuse accounting error";
2939                 if (!slabp->inuse && !error)
2940                         error = "slabs_partial/inuse accounting error";
2941                 active_objs += slabp->inuse;
2942                 active_slabs++;
2943         }
2944         list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_free) {
2945                 slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2946                 if (slabp->inuse && !error)
2947                         error = "slabs_free/inuse accounting error";
2948                 num_slabs++;
2949         }
2950         num_slabs+=active_slabs;
2951         num_objs = num_slabs*cachep->num;
2952         if (num_objs - active_objs != cachep->lists.free_objects && !error)
2953                 error = "free_objects accounting error";
2954
2955         name = cachep->name; 
2956         if (error)
2957                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
2958
2959         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
2960                 name, active_objs, num_objs, cachep->objsize,
2961                 cachep->num, (1<<cachep->gfporder));
2962         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
2963                         cachep->limit, cachep->batchcount,
2964                         cachep->lists.shared->limit/cachep->batchcount);
2965         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6u",
2966                         active_slabs, num_slabs, cachep->lists.shared->avail);
2967 #if STATS
2968         {       /* list3 stats */
2969                 unsigned long high = cachep->high_mark;
2970                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
2971                 unsigned long grown = cachep->grown;
2972                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
2973                 unsigned long errors = cachep->errors;
2974                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
2975                 unsigned long free_limit = cachep->free_limit;
2976                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
2977
2978                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
2979                                 allocs, high, grown, reaped, errors, 
2980                                 max_freeable, free_limit, node_allocs);
2981         }
2982         /* cpu stats */
2983         {
2984                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
2985                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
2986                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
2987                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
2988
2989                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
2990                         allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
2991         }
2992 #endif
2993         seq_putc(m, '\n');
2994         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2995         return 0;
2996 }
2997
2998 /*
2999  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3000  *
3001  * Output layout:
3002  * cache-name
3003  * num-active-objs
3004  * total-objs
3005  * object size
3006  * num-active-slabs
3007  * total-slabs
3008  * num-pages-per-slab
3009  * + further values on SMP and with statistics enabled
3010  */
3011
3012 struct seq_operations slabinfo_op = {
3013         .start  = s_start,
3014         .next   = s_next,
3015         .stop   = s_stop,
3016         .show   = s_show,
3017 };
3018
3019 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3020 /**
3021  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3022  * @file: unused
3023  * @buffer: user buffer
3024  * @count: data length
3025  * @ppos: unused
3026  */
3027 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
3028                                 size_t count, loff_t *ppos)
3029 {
3030         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE+1], *tmp;
3031         int limit, batchcount, shared, res;
3032         struct list_head *p;
3033         
3034         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3035                 return -EINVAL;
3036         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3037                 return -EFAULT;
3038         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0'; 
3039
3040         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3041         if (!tmp)
3042                 return -EINVAL;
3043         *tmp = '\0';
3044         tmp++;
3045         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3046                 return -EINVAL;
3047
3048         /* Find the cache in the chain of caches. */
3049         down(&cache_chain_sem);
3050         res = -EINVAL;
3051         list_for_each(p,&cache_chain) {
3052                 kmem_cache_t *cachep = list_entry(p, kmem_cache_t, next);
3053
3054                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3055                         if (limit < 1 ||
3056                             batchcount < 1 ||
3057                             batchcount > limit ||
3058                             shared < 0) {
3059                                 res = -EINVAL;
3060                         } else {
3061                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared);
3062                         }
3063                         break;
3064                 }
3065         }
3066         up(&cache_chain_sem);
3067         if (res >= 0)
3068                 res = count;
3069         return res;
3070 }
3071 #endif
3072
3073 /**
3074  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
3075  * @objp: Pointer to the object
3076  *
3077  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
3078  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
3079  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
3080  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
3081  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
3082  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
3083  * must not be freed during the duration of the call.
3084  */
3085 unsigned int ksize(const void *objp)
3086 {
3087         if (unlikely(objp == NULL))
3088                 return 0;
3089
3090         return obj_reallen(GET_PAGE_CACHE(virt_to_page(objp)));
3091 }
3092
3093
3094 /*
3095  * kstrdup - allocate space for and copy an existing string
3096  *
3097  * @s: the string to duplicate
3098  * @gfp: the GFP mask used in the kmalloc() call when allocating memory
3099  */
3100 char *kstrdup(const char *s, unsigned int __nocast gfp)
3101 {
3102         size_t len;
3103         char *buf;
3104
3105         if (!s)
3106                 return NULL;
3107
3108         len = strlen(s) + 1;
3109         buf = kmalloc(len, gfp);
3110         if (buf)
3111                 memcpy(buf, s, len);
3112         return buf;
3113 }
3114 EXPORT_SYMBOL(kstrdup);