Linux-2.6.12-rc2
[safe/jmp/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
96 #include        <asm/uaccess.h>
97 #include        <asm/cacheflush.h>
98 #include        <asm/tlbflush.h>
99 #include        <asm/page.h>
100
101 /*
102  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
103  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
104  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
105  *
106  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
107  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
108  *
109  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
110  */
111
112 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
113 #define DEBUG           1
114 #define STATS           1
115 #define FORCED_DEBUG    1
116 #else
117 #define DEBUG           0
118 #define STATS           0
119 #define FORCED_DEBUG    0
120 #endif
121
122
123 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
124 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
125
126 #ifndef cache_line_size
127 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
128 #endif
129
130 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
131 /*
132  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
133  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
134  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
135  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
136  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
137  * Note that this flag disables some debug features.
138  */
139 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
140 #endif
141
142 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
143 /*
144  * Enforce a minimum alignment for all caches.
145  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
146  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
147  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
148  * some debug features.
149  */
150 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
151 #endif
152
153 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
154 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
155 #endif
156
157 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
158 #if DEBUG
159 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
160                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
161                          SLAB_NO_REAP | SLAB_CACHE_DMA | \
162                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
163                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
164                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
165 #else
166 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_REAP | \
167                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
168                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
169                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
170 #endif
171
172 /*
173  * kmem_bufctl_t:
174  *
175  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
176  * linked offsets.
177  *
178  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
179  * slab an object belongs to.
180  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
181  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
182  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
183  * that does not use off-slab slabs.
184  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
185  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
186  * to have too many per slab.
187  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
188  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
189  */
190
191 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
192 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
193 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
194
195 /* Max number of objs-per-slab for caches which use off-slab slabs.
196  * Needed to avoid a possible looping condition in cache_grow().
197  */
198 static unsigned long offslab_limit;
199
200 /*
201  * struct slab
202  *
203  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
204  * for a slab, or allocated from an general cache.
205  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
206  */
207 struct slab {
208         struct list_head        list;
209         unsigned long           colouroff;
210         void                    *s_mem;         /* including colour offset */
211         unsigned int            inuse;          /* num of objs active in slab */
212         kmem_bufctl_t           free;
213 };
214
215 /*
216  * struct slab_rcu
217  *
218  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
219  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
220  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
221  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
222  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
223  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
224  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
225  *
226  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
227  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
228  *
229  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
230  */
231 struct slab_rcu {
232         struct rcu_head         head;
233         kmem_cache_t            *cachep;
234         void                    *addr;
235 };
236
237 /*
238  * struct array_cache
239  *
240  * Per cpu structures
241  * Purpose:
242  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
243  * - reduce the number of linked list operations
244  * - reduce spinlock operations
245  *
246  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
247  * footprint.
248  *
249  */
250 struct array_cache {
251         unsigned int avail;
252         unsigned int limit;
253         unsigned int batchcount;
254         unsigned int touched;
255 };
256
257 /* bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore,
258  * but the cpuarrays are allocated from the generic caches...
259  */
260 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
261 struct arraycache_init {
262         struct array_cache cache;
263         void * entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
264 };
265
266 /*
267  * The slab lists of all objects.
268  * Hopefully reduce the internal fragmentation
269  * NUMA: The spinlock could be moved from the kmem_cache_t
270  * into this structure, too. Figure out what causes
271  * fewer cross-node spinlock operations.
272  */
273 struct kmem_list3 {
274         struct list_head        slabs_partial;  /* partial list first, better asm code */
275         struct list_head        slabs_full;
276         struct list_head        slabs_free;
277         unsigned long   free_objects;
278         int             free_touched;
279         unsigned long   next_reap;
280         struct array_cache      *shared;
281 };
282
283 #define LIST3_INIT(parent) \
284         { \
285                 .slabs_full     = LIST_HEAD_INIT(parent.slabs_full), \
286                 .slabs_partial  = LIST_HEAD_INIT(parent.slabs_partial), \
287                 .slabs_free     = LIST_HEAD_INIT(parent.slabs_free) \
288         }
289 #define list3_data(cachep) \
290         (&(cachep)->lists)
291
292 /* NUMA: per-node */
293 #define list3_data_ptr(cachep, ptr) \
294                 list3_data(cachep)
295
296 /*
297  * kmem_cache_t
298  *
299  * manages a cache.
300  */
301         
302 struct kmem_cache_s {
303 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
304         struct array_cache      *array[NR_CPUS];
305         unsigned int            batchcount;
306         unsigned int            limit;
307 /* 2) touched by every alloc & free from the backend */
308         struct kmem_list3       lists;
309         /* NUMA: kmem_3list_t   *nodelists[MAX_NUMNODES] */
310         unsigned int            objsize;
311         unsigned int            flags;  /* constant flags */
312         unsigned int            num;    /* # of objs per slab */
313         unsigned int            free_limit; /* upper limit of objects in the lists */
314         spinlock_t              spinlock;
315
316 /* 3) cache_grow/shrink */
317         /* order of pgs per slab (2^n) */
318         unsigned int            gfporder;
319
320         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
321         unsigned int            gfpflags;
322
323         size_t                  colour;         /* cache colouring range */
324         unsigned int            colour_off;     /* colour offset */
325         unsigned int            colour_next;    /* cache colouring */
326         kmem_cache_t            *slabp_cache;
327         unsigned int            slab_size;
328         unsigned int            dflags;         /* dynamic flags */
329
330         /* constructor func */
331         void (*ctor)(void *, kmem_cache_t *, unsigned long);
332
333         /* de-constructor func */
334         void (*dtor)(void *, kmem_cache_t *, unsigned long);
335
336 /* 4) cache creation/removal */
337         const char              *name;
338         struct list_head        next;
339
340 /* 5) statistics */
341 #if STATS
342         unsigned long           num_active;
343         unsigned long           num_allocations;
344         unsigned long           high_mark;
345         unsigned long           grown;
346         unsigned long           reaped;
347         unsigned long           errors;
348         unsigned long           max_freeable;
349         unsigned long           node_allocs;
350         atomic_t                allochit;
351         atomic_t                allocmiss;
352         atomic_t                freehit;
353         atomic_t                freemiss;
354 #endif
355 #if DEBUG
356         int                     dbghead;
357         int                     reallen;
358 #endif
359 };
360
361 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
362 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
363
364 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
365 /* Optimization question: fewer reaps means less 
366  * probability for unnessary cpucache drain/refill cycles.
367  *
368  * OTHO the cpuarrays can contain lots of objects,
369  * which could lock up otherwise freeable slabs.
370  */
371 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
372 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
373
374 #if STATS
375 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
376 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
377 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
378 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
379 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
380 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { if ((x)->num_active > (x)->high_mark) \
381                                         (x)->high_mark = (x)->num_active; \
382                                 } while (0)
383 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
384 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
385 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
386                                 do { if ((x)->max_freeable < i) \
387                                         (x)->max_freeable = i; \
388                                 } while (0)
389
390 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
391 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
392 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
393 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
394 #else
395 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
396 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
397 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
398 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
399 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
400 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
401 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
402 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
403 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
404                                 do { } while (0)
405
406 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
407 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
408 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
409 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
410 #endif
411
412 #if DEBUG
413 /* Magic nums for obj red zoning.
414  * Placed in the first word before and the first word after an obj.
415  */
416 #define RED_INACTIVE    0x5A2CF071UL    /* when obj is inactive */
417 #define RED_ACTIVE      0x170FC2A5UL    /* when obj is active */
418
419 /* ...and for poisoning */
420 #define POISON_INUSE    0x5a    /* for use-uninitialised poisoning */
421 #define POISON_FREE     0x6b    /* for use-after-free poisoning */
422 #define POISON_END      0xa5    /* end-byte of poisoning */
423
424 /* memory layout of objects:
425  * 0            : objp
426  * 0 .. cachep->dbghead - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
427  *              the end of an object is aligned with the end of the real
428  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
429  * cachep->dbghead - BYTES_PER_WORD .. cachep->dbghead - 1:
430  *              redzone word.
431  * cachep->dbghead: The real object.
432  * cachep->objsize - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
433  * cachep->objsize - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address [BYTES_PER_WORD long]
434  */
435 static int obj_dbghead(kmem_cache_t *cachep)
436 {
437         return cachep->dbghead;
438 }
439
440 static int obj_reallen(kmem_cache_t *cachep)
441 {
442         return cachep->reallen;
443 }
444
445 static unsigned long *dbg_redzone1(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
446 {
447         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
448         return (unsigned long*) (objp+obj_dbghead(cachep)-BYTES_PER_WORD);
449 }
450
451 static unsigned long *dbg_redzone2(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
452 {
453         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
454         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
455                 return (unsigned long*) (objp+cachep->objsize-2*BYTES_PER_WORD);
456         return (unsigned long*) (objp+cachep->objsize-BYTES_PER_WORD);
457 }
458
459 static void **dbg_userword(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
460 {
461         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
462         return (void**)(objp+cachep->objsize-BYTES_PER_WORD);
463 }
464
465 #else
466
467 #define obj_dbghead(x)                  0
468 #define obj_reallen(cachep)             (cachep->objsize)
469 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
470 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
471 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
472
473 #endif
474
475 /*
476  * Maximum size of an obj (in 2^order pages)
477  * and absolute limit for the gfp order.
478  */
479 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
480 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
481 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
482 #elif defined(CONFIG_MMU)
483 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
484 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
485 #else
486 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
487 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
488 #endif
489
490 /*
491  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
492  */
493 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
494 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
495 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
496
497 /* Macros for storing/retrieving the cachep and or slab from the
498  * global 'mem_map'. These are used to find the slab an obj belongs to.
499  * With kfree(), these are used to find the cache which an obj belongs to.
500  */
501 #define SET_PAGE_CACHE(pg,x)  ((pg)->lru.next = (struct list_head *)(x))
502 #define GET_PAGE_CACHE(pg)    ((kmem_cache_t *)(pg)->lru.next)
503 #define SET_PAGE_SLAB(pg,x)   ((pg)->lru.prev = (struct list_head *)(x))
504 #define GET_PAGE_SLAB(pg)     ((struct slab *)(pg)->lru.prev)
505
506 /* These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes. */
507 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
508 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
509 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
510         CACHE(ULONG_MAX)
511 #undef CACHE
512 };
513 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
514
515 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
516 struct cache_names {
517         char *name;
518         char *name_dma;
519 };
520
521 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
522 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
523 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
524         { NULL, }
525 #undef CACHE
526 };
527
528 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
529         { { 0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
530 static struct arraycache_init initarray_generic =
531         { { 0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
532
533 /* internal cache of cache description objs */
534 static kmem_cache_t cache_cache = {
535         .lists          = LIST3_INIT(cache_cache.lists),
536         .batchcount     = 1,
537         .limit          = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
538         .objsize        = sizeof(kmem_cache_t),
539         .flags          = SLAB_NO_REAP,
540         .spinlock       = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
541         .name           = "kmem_cache",
542 #if DEBUG
543         .reallen        = sizeof(kmem_cache_t),
544 #endif
545 };
546
547 /* Guard access to the cache-chain. */
548 static struct semaphore cache_chain_sem;
549 static struct list_head cache_chain;
550
551 /*
552  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many
553  * slab-allocated pages are possibly freeable under pressure
554  *
555  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
556  */
557 atomic_t slab_reclaim_pages;
558 EXPORT_SYMBOL(slab_reclaim_pages);
559
560 /*
561  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
562  * until the general caches are up.
563  */
564 static enum {
565         NONE,
566         PARTIAL,
567         FULL
568 } g_cpucache_up;
569
570 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
571
572 static void free_block(kmem_cache_t* cachep, void** objpp, int len);
573 static void enable_cpucache (kmem_cache_t *cachep);
574 static void cache_reap (void *unused);
575
576 static inline void **ac_entry(struct array_cache *ac)
577 {
578         return (void**)(ac+1);
579 }
580
581 static inline struct array_cache *ac_data(kmem_cache_t *cachep)
582 {
583         return cachep->array[smp_processor_id()];
584 }
585
586 static inline kmem_cache_t *kmem_find_general_cachep(size_t size, int gfpflags)
587 {
588         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
589
590 #if DEBUG
591         /* This happens if someone tries to call
592         * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
593         * the generic caches are initialized.
594         */
595         BUG_ON(csizep->cs_cachep == NULL);
596 #endif
597         while (size > csizep->cs_size)
598                 csizep++;
599
600         /*
601          * Really subtile: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
602          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
603          * for large kmalloc calls required.
604          */
605         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
606                 return csizep->cs_dmacachep;
607         return csizep->cs_cachep;
608 }
609
610 /* Cal the num objs, wastage, and bytes left over for a given slab size. */
611 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t size, size_t align,
612                  int flags, size_t *left_over, unsigned int *num)
613 {
614         int i;
615         size_t wastage = PAGE_SIZE<<gfporder;
616         size_t extra = 0;
617         size_t base = 0;
618
619         if (!(flags & CFLGS_OFF_SLAB)) {
620                 base = sizeof(struct slab);
621                 extra = sizeof(kmem_bufctl_t);
622         }
623         i = 0;
624         while (i*size + ALIGN(base+i*extra, align) <= wastage)
625                 i++;
626         if (i > 0)
627                 i--;
628
629         if (i > SLAB_LIMIT)
630                 i = SLAB_LIMIT;
631
632         *num = i;
633         wastage -= i*size;
634         wastage -= ALIGN(base+i*extra, align);
635         *left_over = wastage;
636 }
637
638 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
639
640 static void __slab_error(const char *function, kmem_cache_t *cachep, char *msg)
641 {
642         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
643                 function, cachep->name, msg);
644         dump_stack();
645 }
646
647 /*
648  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
649  * via the workqueue/eventd.
650  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
651  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
652  * lock.
653  */
654 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
655 {
656         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
657
658         /*
659          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
660          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
661          * at that time.
662          */
663         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
664                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
665                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
666         }
667 }
668
669 static struct array_cache *alloc_arraycache(int cpu, int entries,
670                                                 int batchcount)
671 {
672         int memsize = sizeof(void*)*entries+sizeof(struct array_cache);
673         struct array_cache *nc = NULL;
674
675         if (cpu != -1) {
676                 kmem_cache_t *cachep;
677                 cachep = kmem_find_general_cachep(memsize, GFP_KERNEL);
678                 if (cachep)
679                         nc = kmem_cache_alloc_node(cachep, cpu_to_node(cpu));
680         }
681         if (!nc)
682                 nc = kmalloc(memsize, GFP_KERNEL);
683         if (nc) {
684                 nc->avail = 0;
685                 nc->limit = entries;
686                 nc->batchcount = batchcount;
687                 nc->touched = 0;
688         }
689         return nc;
690 }
691
692 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
693                                   unsigned long action, void *hcpu)
694 {
695         long cpu = (long)hcpu;
696         kmem_cache_t* cachep;
697
698         switch (action) {
699         case CPU_UP_PREPARE:
700                 down(&cache_chain_sem);
701                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
702                         struct array_cache *nc;
703
704                         nc = alloc_arraycache(cpu, cachep->limit, cachep->batchcount);
705                         if (!nc)
706                                 goto bad;
707
708                         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
709                         cachep->array[cpu] = nc;
710                         cachep->free_limit = (1+num_online_cpus())*cachep->batchcount
711                                                 + cachep->num;
712                         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
713
714                 }
715                 up(&cache_chain_sem);
716                 break;
717         case CPU_ONLINE:
718                 start_cpu_timer(cpu);
719                 break;
720 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
721         case CPU_DEAD:
722                 /* fall thru */
723         case CPU_UP_CANCELED:
724                 down(&cache_chain_sem);
725
726                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
727                         struct array_cache *nc;
728
729                         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
730                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
731                         nc = cachep->array[cpu];
732                         cachep->array[cpu] = NULL;
733                         cachep->free_limit -= cachep->batchcount;
734                         free_block(cachep, ac_entry(nc), nc->avail);
735                         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
736                         kfree(nc);
737                 }
738                 up(&cache_chain_sem);
739                 break;
740 #endif
741         }
742         return NOTIFY_OK;
743 bad:
744         up(&cache_chain_sem);
745         return NOTIFY_BAD;
746 }
747
748 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
749
750 /* Initialisation.
751  * Called after the gfp() functions have been enabled, and before smp_init().
752  */
753 void __init kmem_cache_init(void)
754 {
755         size_t left_over;
756         struct cache_sizes *sizes;
757         struct cache_names *names;
758
759         /*
760          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
761          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
762          */
763         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
764                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
765
766         
767         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
768          * from caches that do not exist yet:
769          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the kmem_cache_t
770          *    structures of all caches, except cache_cache itself: cache_cache
771          *    is statically allocated.
772          *    Initially an __init data area is used for the head array, it's
773          *    replaced with a kmalloc allocated array at the end of the bootstrap.
774          * 2) Create the first kmalloc cache.
775          *    The kmem_cache_t for the new cache is allocated normally. An __init
776          *    data area is used for the head array.
777          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized head arrays.
778          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
779          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
780          * 5) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
781          */
782
783         /* 1) create the cache_cache */
784         init_MUTEX(&cache_chain_sem);
785         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
786         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
787         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
788         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
789
790         cache_cache.objsize = ALIGN(cache_cache.objsize, cache_line_size());
791
792         cache_estimate(0, cache_cache.objsize, cache_line_size(), 0,
793                                 &left_over, &cache_cache.num);
794         if (!cache_cache.num)
795                 BUG();
796
797         cache_cache.colour = left_over/cache_cache.colour_off;
798         cache_cache.colour_next = 0;
799         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num*sizeof(kmem_bufctl_t) +
800                                 sizeof(struct slab), cache_line_size());
801
802         /* 2+3) create the kmalloc caches */
803         sizes = malloc_sizes;
804         names = cache_names;
805
806         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
807                 /* For performance, all the general caches are L1 aligned.
808                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
809                  * eliminates "false sharing".
810                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
811                  * allow tighter packing of the smaller caches. */
812                 sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
813                         sizes->cs_size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
814                         (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_PANIC), NULL, NULL);
815
816                 /* Inc off-slab bufctl limit until the ceiling is hit. */
817                 if (!(OFF_SLAB(sizes->cs_cachep))) {
818                         offslab_limit = sizes->cs_size-sizeof(struct slab);
819                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
820                 }
821
822                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
823                         sizes->cs_size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
824                         (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_CACHE_DMA | SLAB_PANIC),
825                         NULL, NULL);
826
827                 sizes++;
828                 names++;
829         }
830         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
831         {
832                 void * ptr;
833                 
834                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
835                 local_irq_disable();
836                 BUG_ON(ac_data(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
837                 memcpy(ptr, ac_data(&cache_cache), sizeof(struct arraycache_init));
838                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
839                 local_irq_enable();
840         
841                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
842                 local_irq_disable();
843                 BUG_ON(ac_data(malloc_sizes[0].cs_cachep) != &initarray_generic.cache);
844                 memcpy(ptr, ac_data(malloc_sizes[0].cs_cachep),
845                                 sizeof(struct arraycache_init));
846                 malloc_sizes[0].cs_cachep->array[smp_processor_id()] = ptr;
847                 local_irq_enable();
848         }
849
850         /* 5) resize the head arrays to their final sizes */
851         {
852                 kmem_cache_t *cachep;
853                 down(&cache_chain_sem);
854                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
855                         enable_cpucache(cachep);
856                 up(&cache_chain_sem);
857         }
858
859         /* Done! */
860         g_cpucache_up = FULL;
861
862         /* Register a cpu startup notifier callback
863          * that initializes ac_data for all new cpus
864          */
865         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
866         
867
868         /* The reap timers are started later, with a module init call:
869          * That part of the kernel is not yet operational.
870          */
871 }
872
873 static int __init cpucache_init(void)
874 {
875         int cpu;
876
877         /* 
878          * Register the timers that return unneeded
879          * pages to gfp.
880          */
881         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
882                 if (cpu_online(cpu))
883                         start_cpu_timer(cpu);
884         }
885
886         return 0;
887 }
888
889 __initcall(cpucache_init);
890
891 /*
892  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
893  *
894  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
895  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
896  * would be relatively rare and ignorable.
897  */
898 static void *kmem_getpages(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags, int nodeid)
899 {
900         struct page *page;
901         void *addr;
902         int i;
903
904         flags |= cachep->gfpflags;
905         if (likely(nodeid == -1)) {
906                 page = alloc_pages(flags, cachep->gfporder);
907         } else {
908                 page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
909         }
910         if (!page)
911                 return NULL;
912         addr = page_address(page);
913
914         i = (1 << cachep->gfporder);
915         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
916                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
917         add_page_state(nr_slab, i);
918         while (i--) {
919                 SetPageSlab(page);
920                 page++;
921         }
922         return addr;
923 }
924
925 /*
926  * Interface to system's page release.
927  */
928 static void kmem_freepages(kmem_cache_t *cachep, void *addr)
929 {
930         unsigned long i = (1<<cachep->gfporder);
931         struct page *page = virt_to_page(addr);
932         const unsigned long nr_freed = i;
933
934         while (i--) {
935                 if (!TestClearPageSlab(page))
936                         BUG();
937                 page++;
938         }
939         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
940         if (current->reclaim_state)
941                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
942         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
943         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) 
944                 atomic_sub(1<<cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
945 }
946
947 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
948 {
949         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *) head;
950         kmem_cache_t *cachep = slab_rcu->cachep;
951
952         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
953         if (OFF_SLAB(cachep))
954                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
955 }
956
957 #if DEBUG
958
959 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
960 static void store_stackinfo(kmem_cache_t *cachep, unsigned long *addr,
961                                 unsigned long caller)
962 {
963         int size = obj_reallen(cachep);
964
965         addr = (unsigned long *)&((char*)addr)[obj_dbghead(cachep)];
966
967         if (size < 5*sizeof(unsigned long))
968                 return;
969
970         *addr++=0x12345678;
971         *addr++=caller;
972         *addr++=smp_processor_id();
973         size -= 3*sizeof(unsigned long);
974         {
975                 unsigned long *sptr = &caller;
976                 unsigned long svalue;
977
978                 while (!kstack_end(sptr)) {
979                         svalue = *sptr++;
980                         if (kernel_text_address(svalue)) {
981                                 *addr++=svalue;
982                                 size -= sizeof(unsigned long);
983                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
984                                         break;
985                         }
986                 }
987
988         }
989         *addr++=0x87654321;
990 }
991 #endif
992
993 static void poison_obj(kmem_cache_t *cachep, void *addr, unsigned char val)
994 {
995         int size = obj_reallen(cachep);
996         addr = &((char*)addr)[obj_dbghead(cachep)];
997
998         memset(addr, val, size);
999         *(unsigned char *)(addr+size-1) = POISON_END;
1000 }
1001
1002 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1003 {
1004         int i;
1005         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1006         for (i=0;i<limit;i++) {
1007                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset+i]);
1008         }
1009         printk("\n");
1010 }
1011 #endif
1012
1013 #if DEBUG
1014
1015 static void print_objinfo(kmem_cache_t *cachep, void *objp, int lines)
1016 {
1017         int i, size;
1018         char *realobj;
1019
1020         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1021                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1022                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1023                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1024         }
1025
1026         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1027                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1028                                 *dbg_userword(cachep, objp));
1029                 print_symbol("(%s)",
1030                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1031                 printk("\n");
1032         }
1033         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1034         size = obj_reallen(cachep);
1035         for (i=0; i<size && lines;i+=16, lines--) {
1036                 int limit;
1037                 limit = 16;
1038                 if (i+limit > size)
1039                         limit = size-i;
1040                 dump_line(realobj, i, limit);
1041         }
1042 }
1043
1044 static void check_poison_obj(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
1045 {
1046         char *realobj;
1047         int size, i;
1048         int lines = 0;
1049
1050         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1051         size = obj_reallen(cachep);
1052
1053         for (i=0;i<size;i++) {
1054                 char exp = POISON_FREE;
1055                 if (i == size-1)
1056                         exp = POISON_END;
1057                 if (realobj[i] != exp) {
1058                         int limit;
1059                         /* Mismatch ! */
1060                         /* Print header */
1061                         if (lines == 0) {
1062                                 printk(KERN_ERR "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1063                                                 realobj, size);
1064                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1065                         }
1066                         /* Hexdump the affected line */
1067                         i = (i/16)*16;
1068                         limit = 16;
1069                         if (i+limit > size)
1070                                 limit = size-i;
1071                         dump_line(realobj, i, limit);
1072                         i += 16;
1073                         lines++;
1074                         /* Limit to 5 lines */
1075                         if (lines > 5)
1076                                 break;
1077                 }
1078         }
1079         if (lines != 0) {
1080                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1081                  * exist:
1082                  */
1083                 struct slab *slabp = GET_PAGE_SLAB(virt_to_page(objp));
1084                 int objnr;
1085
1086                 objnr = (objp-slabp->s_mem)/cachep->objsize;
1087                 if (objnr) {
1088                         objp = slabp->s_mem+(objnr-1)*cachep->objsize;
1089                         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1090                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1091                                                 realobj, size);
1092                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1093                 }
1094                 if (objnr+1 < cachep->num) {
1095                         objp = slabp->s_mem+(objnr+1)*cachep->objsize;
1096                         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1097                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1098                                                 realobj, size);
1099                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1100                 }
1101         }
1102 }
1103 #endif
1104
1105 /* Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1106  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.
1107  * The cache-lock is not held/needed.
1108  */
1109 static void slab_destroy (kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp)
1110 {
1111         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1112
1113 #if DEBUG
1114         int i;
1115         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1116                 void *objp = slabp->s_mem + cachep->objsize * i;
1117
1118                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1119 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1120                         if ((cachep->objsize%PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep))
1121                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE,1);
1122                         else
1123                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1124 #else
1125                         check_poison_obj(cachep, objp);
1126 #endif
1127                 }
1128                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1129                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1130                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1131                                                         "was overwritten");
1132                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1133                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1134                                                         "was overwritten");
1135                 }
1136                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1137                         (cachep->dtor)(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, 0);
1138         }
1139 #else
1140         if (cachep->dtor) {
1141                 int i;
1142                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1143                         void* objp = slabp->s_mem+cachep->objsize*i;
1144                         (cachep->dtor)(objp, cachep, 0);
1145                 }
1146         }
1147 #endif
1148
1149         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1150                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1151
1152                 slab_rcu = (struct slab_rcu *) slabp;
1153                 slab_rcu->cachep = cachep;
1154                 slab_rcu->addr = addr;
1155                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1156         } else {
1157                 kmem_freepages(cachep, addr);
1158                 if (OFF_SLAB(cachep))
1159                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1160         }
1161 }
1162
1163 /**
1164  * kmem_cache_create - Create a cache.
1165  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1166  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1167  * @align: The required alignment for the objects.
1168  * @flags: SLAB flags
1169  * @ctor: A constructor for the objects.
1170  * @dtor: A destructor for the objects.
1171  *
1172  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1173  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1174  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1175  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1176  *
1177  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1178  * the module calling this has to destroy the cache before getting 
1179  * unloaded.
1180  * 
1181  * The flags are
1182  *
1183  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1184  * to catch references to uninitialised memory.
1185  *
1186  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1187  * for buffer overruns.
1188  *
1189  * %SLAB_NO_REAP - Don't automatically reap this cache when we're under
1190  * memory pressure.
1191  *
1192  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1193  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1194  * as davem.
1195  */
1196 kmem_cache_t *
1197 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1198         unsigned long flags, void (*ctor)(void*, kmem_cache_t *, unsigned long),
1199         void (*dtor)(void*, kmem_cache_t *, unsigned long))
1200 {
1201         size_t left_over, slab_size, ralign;
1202         kmem_cache_t *cachep = NULL;
1203
1204         /*
1205          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1206          */
1207         if ((!name) ||
1208                 in_interrupt() ||
1209                 (size < BYTES_PER_WORD) ||
1210                 (size > (1<<MAX_OBJ_ORDER)*PAGE_SIZE) ||
1211                 (dtor && !ctor)) {
1212                         printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n",
1213                                         __FUNCTION__, name);
1214                         BUG();
1215                 }
1216
1217 #if DEBUG
1218         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1219         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1220                 /* No constructor, but inital state check requested */
1221                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1222                                 "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1223                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1224         }
1225
1226 #if FORCED_DEBUG
1227         /*
1228          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1229          * large objects, if the increased size would increase the object size
1230          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1231          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1232          */
1233         if ((size < 4096 || fls(size-1) == fls(size-1+3*BYTES_PER_WORD)))
1234                 flags |= SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER;
1235         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1236                 flags |= SLAB_POISON;
1237 #endif
1238         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1239                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
1240 #endif
1241         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1242                 BUG_ON(dtor);
1243
1244         /*
1245          * Always checks flags, a caller might be expecting debug
1246          * support which isn't available.
1247          */
1248         if (flags & ~CREATE_MASK)
1249                 BUG();
1250
1251         /* Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1252          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1253          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1254          */
1255         if (size & (BYTES_PER_WORD-1)) {
1256                 size += (BYTES_PER_WORD-1);
1257                 size &= ~(BYTES_PER_WORD-1);
1258         }
1259
1260         /* calculate out the final buffer alignment: */
1261         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
1262         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1263                 /* Default alignment: as specified by the arch code.
1264                  * Except if an object is really small, then squeeze multiple
1265                  * objects into one cacheline.
1266                  */
1267                 ralign = cache_line_size();
1268                 while (size <= ralign/2)
1269                         ralign /= 2;
1270         } else {
1271                 ralign = BYTES_PER_WORD;
1272         }
1273         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
1274         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
1275                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1276                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1277                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER);
1278         }
1279         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
1280         if (ralign < align) {
1281                 ralign = align;
1282                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1283                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER);
1284         }
1285         /* 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
1286          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
1287          */
1288         align = ralign;
1289
1290         /* Get cache's description obj. */
1291         cachep = (kmem_cache_t *) kmem_cache_alloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
1292         if (!cachep)
1293                 goto opps;
1294         memset(cachep, 0, sizeof(kmem_cache_t));
1295
1296 #if DEBUG
1297         cachep->reallen = size;
1298
1299         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1300                 /* redzoning only works with word aligned caches */
1301                 align = BYTES_PER_WORD;
1302
1303                 /* add space for red zone words */
1304                 cachep->dbghead += BYTES_PER_WORD;
1305                 size += 2*BYTES_PER_WORD;
1306         }
1307         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
1308                 /* user store requires word alignment and
1309                  * one word storage behind the end of the real
1310                  * object.
1311                  */
1312                 align = BYTES_PER_WORD;
1313                 size += BYTES_PER_WORD;
1314         }
1315 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
1316         if (size > 128 && cachep->reallen > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
1317                 cachep->dbghead += PAGE_SIZE - size;
1318                 size = PAGE_SIZE;
1319         }
1320 #endif
1321 #endif
1322
1323         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
1324         if (size >= (PAGE_SIZE>>3))
1325                 /*
1326                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
1327                  * off-slab (should allow better packing of objs).
1328                  */
1329                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
1330
1331         size = ALIGN(size, align);
1332
1333         if ((flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) && size <= PAGE_SIZE) {
1334                 /*
1335                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1336                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1337                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1338                  */
1339                 cachep->gfporder = 0;
1340                 cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1341                                         &left_over, &cachep->num);
1342         } else {
1343                 /*
1344                  * Calculate size (in pages) of slabs, and the num of objs per
1345                  * slab.  This could be made much more intelligent.  For now,
1346                  * try to avoid using high page-orders for slabs.  When the
1347                  * gfp() funcs are more friendly towards high-order requests,
1348                  * this should be changed.
1349                  */
1350                 do {
1351                         unsigned int break_flag = 0;
1352 cal_wastage:
1353                         cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1354                                                 &left_over, &cachep->num);
1355                         if (break_flag)
1356                                 break;
1357                         if (cachep->gfporder >= MAX_GFP_ORDER)
1358                                 break;
1359                         if (!cachep->num)
1360                                 goto next;
1361                         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB &&
1362                                         cachep->num > offslab_limit) {
1363                                 /* This num of objs will cause problems. */
1364                                 cachep->gfporder--;
1365                                 break_flag++;
1366                                 goto cal_wastage;
1367                         }
1368
1369                         /*
1370                          * Large num of objs is good, but v. large slabs are
1371                          * currently bad for the gfp()s.
1372                          */
1373                         if (cachep->gfporder >= slab_break_gfp_order)
1374                                 break;
1375
1376                         if ((left_over*8) <= (PAGE_SIZE<<cachep->gfporder))
1377                                 break;  /* Acceptable internal fragmentation. */
1378 next:
1379                         cachep->gfporder++;
1380                 } while (1);
1381         }
1382
1383         if (!cachep->num) {
1384                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
1385                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1386                 cachep = NULL;
1387                 goto opps;
1388         }
1389         slab_size = ALIGN(cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t)
1390                                 + sizeof(struct slab), align);
1391
1392         /*
1393          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1394          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1395          */
1396         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
1397                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
1398                 left_over -= slab_size;
1399         }
1400
1401         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1402                 /* really off slab. No need for manual alignment */
1403                 slab_size = cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t)+sizeof(struct slab);
1404         }
1405
1406         cachep->colour_off = cache_line_size();
1407         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
1408         if (cachep->colour_off < align)
1409                 cachep->colour_off = align;
1410         cachep->colour = left_over/cachep->colour_off;
1411         cachep->slab_size = slab_size;
1412         cachep->flags = flags;
1413         cachep->gfpflags = 0;
1414         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
1415                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
1416         spin_lock_init(&cachep->spinlock);
1417         cachep->objsize = size;
1418         /* NUMA */
1419         INIT_LIST_HEAD(&cachep->lists.slabs_full);
1420         INIT_LIST_HEAD(&cachep->lists.slabs_partial);
1421         INIT_LIST_HEAD(&cachep->lists.slabs_free);
1422
1423         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
1424                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size,0);
1425         cachep->ctor = ctor;
1426         cachep->dtor = dtor;
1427         cachep->name = name;
1428
1429         /* Don't let CPUs to come and go */
1430         lock_cpu_hotplug();
1431
1432         if (g_cpucache_up == FULL) {
1433                 enable_cpucache(cachep);
1434         } else {
1435                 if (g_cpucache_up == NONE) {
1436                         /* Note: the first kmem_cache_create must create
1437                          * the cache that's used by kmalloc(24), otherwise
1438                          * the creation of further caches will BUG().
1439                          */
1440                         cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
1441                         g_cpucache_up = PARTIAL;
1442                 } else {
1443                         cachep->array[smp_processor_id()] = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init),GFP_KERNEL);
1444                 }
1445                 BUG_ON(!ac_data(cachep));
1446                 ac_data(cachep)->avail = 0;
1447                 ac_data(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1448                 ac_data(cachep)->batchcount = 1;
1449                 ac_data(cachep)->touched = 0;
1450                 cachep->batchcount = 1;
1451                 cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1452                 cachep->free_limit = (1+num_online_cpus())*cachep->batchcount
1453                                         + cachep->num;
1454         } 
1455
1456         cachep->lists.next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1457                                         ((unsigned long)cachep)%REAPTIMEOUT_LIST3;
1458
1459         /* Need the semaphore to access the chain. */
1460         down(&cache_chain_sem);
1461         {
1462                 struct list_head *p;
1463                 mm_segment_t old_fs;
1464
1465                 old_fs = get_fs();
1466                 set_fs(KERNEL_DS);
1467                 list_for_each(p, &cache_chain) {
1468                         kmem_cache_t *pc = list_entry(p, kmem_cache_t, next);
1469                         char tmp;
1470                         /* This happens when the module gets unloaded and doesn't
1471                            destroy its slab cache and noone else reuses the vmalloc
1472                            area of the module. Print a warning. */
1473                         if (__get_user(tmp,pc->name)) { 
1474                                 printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n", 
1475                                         pc->objsize); 
1476                                 continue; 
1477                         }       
1478                         if (!strcmp(pc->name,name)) { 
1479                                 printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n",name); 
1480                                 up(&cache_chain_sem); 
1481                                 unlock_cpu_hotplug();
1482                                 BUG(); 
1483                         }       
1484                 }
1485                 set_fs(old_fs);
1486         }
1487
1488         /* cache setup completed, link it into the list */
1489         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
1490         up(&cache_chain_sem);
1491         unlock_cpu_hotplug();
1492 opps:
1493         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
1494                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
1495                         name);
1496         return cachep;
1497 }
1498 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
1499
1500 #if DEBUG
1501 static void check_irq_off(void)
1502 {
1503         BUG_ON(!irqs_disabled());
1504 }
1505
1506 static void check_irq_on(void)
1507 {
1508         BUG_ON(irqs_disabled());
1509 }
1510
1511 static void check_spinlock_acquired(kmem_cache_t *cachep)
1512 {
1513 #ifdef CONFIG_SMP
1514         check_irq_off();
1515         BUG_ON(spin_trylock(&cachep->spinlock));
1516 #endif
1517 }
1518 #else
1519 #define check_irq_off() do { } while(0)
1520 #define check_irq_on()  do { } while(0)
1521 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
1522 #endif
1523
1524 /*
1525  * Waits for all CPUs to execute func().
1526  */
1527 static void smp_call_function_all_cpus(void (*func) (void *arg), void *arg)
1528 {
1529         check_irq_on();
1530         preempt_disable();
1531
1532         local_irq_disable();
1533         func(arg);
1534         local_irq_enable();
1535
1536         if (smp_call_function(func, arg, 1, 1))
1537                 BUG();
1538
1539         preempt_enable();
1540 }
1541
1542 static void drain_array_locked(kmem_cache_t* cachep,
1543                                 struct array_cache *ac, int force);
1544
1545 static void do_drain(void *arg)
1546 {
1547         kmem_cache_t *cachep = (kmem_cache_t*)arg;
1548         struct array_cache *ac;
1549
1550         check_irq_off();
1551         ac = ac_data(cachep);
1552         spin_lock(&cachep->spinlock);
1553         free_block(cachep, &ac_entry(ac)[0], ac->avail);
1554         spin_unlock(&cachep->spinlock);
1555         ac->avail = 0;
1556 }
1557
1558 static void drain_cpu_caches(kmem_cache_t *cachep)
1559 {
1560         smp_call_function_all_cpus(do_drain, cachep);
1561         check_irq_on();
1562         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1563         if (cachep->lists.shared)
1564                 drain_array_locked(cachep, cachep->lists.shared, 1);
1565         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1566 }
1567
1568
1569 /* NUMA shrink all list3s */
1570 static int __cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
1571 {
1572         struct slab *slabp;
1573         int ret;
1574
1575         drain_cpu_caches(cachep);
1576
1577         check_irq_on();
1578         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1579
1580         for(;;) {
1581                 struct list_head *p;
1582
1583                 p = cachep->lists.slabs_free.prev;
1584                 if (p == &cachep->lists.slabs_free)
1585                         break;
1586
1587                 slabp = list_entry(cachep->lists.slabs_free.prev, struct slab, list);
1588 #if DEBUG
1589                 if (slabp->inuse)
1590                         BUG();
1591 #endif
1592                 list_del(&slabp->list);
1593
1594                 cachep->lists.free_objects -= cachep->num;
1595                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1596                 slab_destroy(cachep, slabp);
1597                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1598         }
1599         ret = !list_empty(&cachep->lists.slabs_full) ||
1600                 !list_empty(&cachep->lists.slabs_partial);
1601         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1602         return ret;
1603 }
1604
1605 /**
1606  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
1607  * @cachep: The cache to shrink.
1608  *
1609  * Releases as many slabs as possible for a cache.
1610  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
1611  */
1612 int kmem_cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
1613 {
1614         if (!cachep || in_interrupt())
1615                 BUG();
1616
1617         return __cache_shrink(cachep);
1618 }
1619 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
1620
1621 /**
1622  * kmem_cache_destroy - delete a cache
1623  * @cachep: the cache to destroy
1624  *
1625  * Remove a kmem_cache_t object from the slab cache.
1626  * Returns 0 on success.
1627  *
1628  * It is expected this function will be called by a module when it is
1629  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
1630  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
1631  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
1632  *
1633  * The cache must be empty before calling this function.
1634  *
1635  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
1636  * during the kmem_cache_destroy().
1637  */
1638 int kmem_cache_destroy(kmem_cache_t * cachep)
1639 {
1640         int i;
1641
1642         if (!cachep || in_interrupt())
1643                 BUG();
1644
1645         /* Don't let CPUs to come and go */
1646         lock_cpu_hotplug();
1647
1648         /* Find the cache in the chain of caches. */
1649         down(&cache_chain_sem);
1650         /*
1651          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
1652          */
1653         list_del(&cachep->next);
1654         up(&cache_chain_sem);
1655
1656         if (__cache_shrink(cachep)) {
1657                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
1658                 down(&cache_chain_sem);
1659                 list_add(&cachep->next,&cache_chain);
1660                 up(&cache_chain_sem);
1661                 unlock_cpu_hotplug();
1662                 return 1;
1663         }
1664
1665         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1666                 synchronize_kernel();
1667
1668         /* no cpu_online check required here since we clear the percpu
1669          * array on cpu offline and set this to NULL.
1670          */
1671         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++)
1672                 kfree(cachep->array[i]);
1673
1674         /* NUMA: free the list3 structures */
1675         kfree(cachep->lists.shared);
1676         cachep->lists.shared = NULL;
1677         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1678
1679         unlock_cpu_hotplug();
1680
1681         return 0;
1682 }
1683 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
1684
1685 /* Get the memory for a slab management obj. */
1686 static struct slab* alloc_slabmgmt(kmem_cache_t *cachep,
1687                         void *objp, int colour_off, unsigned int __nocast local_flags)
1688 {
1689         struct slab *slabp;
1690         
1691         if (OFF_SLAB(cachep)) {
1692                 /* Slab management obj is off-slab. */
1693                 slabp = kmem_cache_alloc(cachep->slabp_cache, local_flags);
1694                 if (!slabp)
1695                         return NULL;
1696         } else {
1697                 slabp = objp+colour_off;
1698                 colour_off += cachep->slab_size;
1699         }
1700         slabp->inuse = 0;
1701         slabp->colouroff = colour_off;
1702         slabp->s_mem = objp+colour_off;
1703
1704         return slabp;
1705 }
1706
1707 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
1708 {
1709         return (kmem_bufctl_t *)(slabp+1);
1710 }
1711
1712 static void cache_init_objs(kmem_cache_t *cachep,
1713                         struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
1714 {
1715         int i;
1716
1717         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1718                 void* objp = slabp->s_mem+cachep->objsize*i;
1719 #if DEBUG
1720                 /* need to poison the objs? */
1721                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
1722                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
1723                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
1724                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
1725
1726                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1727                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1728                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1729                 }
1730                 /*
1731                  * Constructors are not allowed to allocate memory from
1732                  * the same cache which they are a constructor for.
1733                  * Otherwise, deadlock. They must also be threaded.
1734                  */
1735                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1736                         cachep->ctor(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, ctor_flags);
1737
1738                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1739                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1740                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
1741                                                         " end of an object");
1742                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1743                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
1744                                                         " start of an object");
1745                 }
1746                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
1747                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 0);
1748 #else
1749                 if (cachep->ctor)
1750                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
1751 #endif
1752                 slab_bufctl(slabp)[i] = i+1;
1753         }
1754         slab_bufctl(slabp)[i-1] = BUFCTL_END;
1755         slabp->free = 0;
1756 }
1757
1758 static void kmem_flagcheck(kmem_cache_t *cachep, unsigned int flags)
1759 {
1760         if (flags & SLAB_DMA) {
1761                 if (!(cachep->gfpflags & GFP_DMA))
1762                         BUG();
1763         } else {
1764                 if (cachep->gfpflags & GFP_DMA)
1765                         BUG();
1766         }
1767 }
1768
1769 static void set_slab_attr(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp, void *objp)
1770 {
1771         int i;
1772         struct page *page;
1773
1774         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
1775         i = 1 << cachep->gfporder;
1776         page = virt_to_page(objp);
1777         do {
1778                 SET_PAGE_CACHE(page, cachep);
1779                 SET_PAGE_SLAB(page, slabp);
1780                 page++;
1781         } while (--i);
1782 }
1783
1784 /*
1785  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
1786  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
1787  */
1788 static int cache_grow(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags, int nodeid)
1789 {
1790         struct slab     *slabp;
1791         void            *objp;
1792         size_t           offset;
1793         unsigned int     local_flags;
1794         unsigned long    ctor_flags;
1795
1796         /* Be lazy and only check for valid flags here,
1797          * keeping it out of the critical path in kmem_cache_alloc().
1798          */
1799         if (flags & ~(SLAB_DMA|SLAB_LEVEL_MASK|SLAB_NO_GROW))
1800                 BUG();
1801         if (flags & SLAB_NO_GROW)
1802                 return 0;
1803
1804         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
1805         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
1806         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
1807                 /*
1808                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
1809                  * this - it might need to know...
1810                  */
1811                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
1812
1813         /* About to mess with non-constant members - lock. */
1814         check_irq_off();
1815         spin_lock(&cachep->spinlock);
1816
1817         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
1818         offset = cachep->colour_next;
1819         cachep->colour_next++;
1820         if (cachep->colour_next >= cachep->colour)
1821                 cachep->colour_next = 0;
1822         offset *= cachep->colour_off;
1823
1824         spin_unlock(&cachep->spinlock);
1825
1826         if (local_flags & __GFP_WAIT)
1827                 local_irq_enable();
1828
1829         /*
1830          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
1831          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
1832          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
1833          * will eventually be caught here (where it matters).
1834          */
1835         kmem_flagcheck(cachep, flags);
1836
1837
1838         /* Get mem for the objs. */
1839         if (!(objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid)))
1840                 goto failed;
1841
1842         /* Get slab management. */
1843         if (!(slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags)))
1844                 goto opps1;
1845
1846         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
1847
1848         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
1849
1850         if (local_flags & __GFP_WAIT)
1851                 local_irq_disable();
1852         check_irq_off();
1853         spin_lock(&cachep->spinlock);
1854
1855         /* Make slab active. */
1856         list_add_tail(&slabp->list, &(list3_data(cachep)->slabs_free));
1857         STATS_INC_GROWN(cachep);
1858         list3_data(cachep)->free_objects += cachep->num;
1859         spin_unlock(&cachep->spinlock);
1860         return 1;
1861 opps1:
1862         kmem_freepages(cachep, objp);
1863 failed:
1864         if (local_flags & __GFP_WAIT)
1865                 local_irq_disable();
1866         return 0;
1867 }
1868
1869 #if DEBUG
1870
1871 /*
1872  * Perform extra freeing checks:
1873  * - detect bad pointers.
1874  * - POISON/RED_ZONE checking
1875  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
1876  */
1877 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
1878 {
1879         struct page *page;
1880
1881         if (!virt_addr_valid(objp)) {
1882                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
1883                         (unsigned long)objp);   
1884                 BUG();  
1885         }
1886         page = virt_to_page(objp);
1887         if (!PageSlab(page)) {
1888                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n", (unsigned long)objp);
1889                 BUG();
1890         }
1891 }
1892
1893 static void *cache_free_debugcheck(kmem_cache_t *cachep, void *objp,
1894                                         void *caller)
1895 {
1896         struct page *page;
1897         unsigned int objnr;
1898         struct slab *slabp;
1899
1900         objp -= obj_dbghead(cachep);
1901         kfree_debugcheck(objp);
1902         page = virt_to_page(objp);
1903
1904         if (GET_PAGE_CACHE(page) != cachep) {
1905                 printk(KERN_ERR "mismatch in kmem_cache_free: expected cache %p, got %p\n",
1906                                 GET_PAGE_CACHE(page),cachep);
1907                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
1908                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", GET_PAGE_CACHE(page), GET_PAGE_CACHE(page)->name);
1909                 WARN_ON(1);
1910         }
1911         slabp = GET_PAGE_SLAB(page);
1912
1913         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1914                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
1915                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
1916                                                 " object was overwritten");
1917                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
1918                                         objp, *dbg_redzone1(cachep, objp), *dbg_redzone2(cachep, objp));
1919                 }
1920                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1921                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1922         }
1923         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
1924                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
1925
1926         objnr = (objp-slabp->s_mem)/cachep->objsize;
1927
1928         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
1929         BUG_ON(objp != slabp->s_mem + objnr*cachep->objsize);
1930
1931         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
1932                 /* Need to call the slab's constructor so the
1933                  * caller can perform a verify of its state (debugging).
1934                  * Called without the cache-lock held.
1935                  */
1936                 cachep->ctor(objp+obj_dbghead(cachep),
1937                                         cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR|SLAB_CTOR_VERIFY);
1938         }
1939         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
1940                 /* we want to cache poison the object,
1941                  * call the destruction callback
1942                  */
1943                 cachep->dtor(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, 0);
1944         }
1945         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1946 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1947                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)) {
1948                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
1949                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 0);
1950                 } else {
1951                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
1952                 }
1953 #else
1954                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
1955 #endif
1956         }
1957         return objp;
1958 }
1959
1960 static void check_slabp(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp)
1961 {
1962         kmem_bufctl_t i;
1963         int entries = 0;
1964         
1965         check_spinlock_acquired(cachep);
1966         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
1967         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
1968                 entries++;
1969                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
1970                         goto bad;
1971         }
1972         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
1973 bad:
1974                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
1975                                 cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
1976                 for (i=0;i<sizeof(slabp)+cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t);i++) {
1977                         if ((i%16)==0)
1978                                 printk("\n%03x:", i);
1979                         printk(" %02x", ((unsigned char*)slabp)[i]);
1980                 }
1981                 printk("\n");
1982                 BUG();
1983         }
1984 }
1985 #else
1986 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
1987 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
1988 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
1989 #endif
1990
1991 static void *cache_alloc_refill(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags)
1992 {
1993         int batchcount;
1994         struct kmem_list3 *l3;
1995         struct array_cache *ac;
1996
1997         check_irq_off();
1998         ac = ac_data(cachep);
1999 retry:
2000         batchcount = ac->batchcount;
2001         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2002                 /* if there was little recent activity on this
2003                  * cache, then perform only a partial refill.
2004                  * Otherwise we could generate refill bouncing.
2005                  */
2006                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2007         }
2008         l3 = list3_data(cachep);
2009
2010         BUG_ON(ac->avail > 0);
2011         spin_lock(&cachep->spinlock);
2012         if (l3->shared) {
2013                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2014                 if (shared_array->avail) {
2015                         if (batchcount > shared_array->avail)
2016                                 batchcount = shared_array->avail;
2017                         shared_array->avail -= batchcount;
2018                         ac->avail = batchcount;
2019                         memcpy(ac_entry(ac), &ac_entry(shared_array)[shared_array->avail],
2020                                         sizeof(void*)*batchcount);
2021                         shared_array->touched = 1;
2022                         goto alloc_done;
2023                 }
2024         }
2025         while (batchcount > 0) {
2026                 struct list_head *entry;
2027                 struct slab *slabp;
2028                 /* Get slab alloc is to come from. */
2029                 entry = l3->slabs_partial.next;
2030                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2031                         l3->free_touched = 1;
2032                         entry = l3->slabs_free.next;
2033                         if (entry == &l3->slabs_free)
2034                                 goto must_grow;
2035                 }
2036
2037                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2038                 check_slabp(cachep, slabp);
2039                 check_spinlock_acquired(cachep);
2040                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2041                         kmem_bufctl_t next;
2042                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2043                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2044                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2045
2046                         /* get obj pointer */
2047                         ac_entry(ac)[ac->avail++] = slabp->s_mem + slabp->free*cachep->objsize;
2048
2049                         slabp->inuse++;
2050                         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2051 #if DEBUG
2052                         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2053 #endif
2054                         slabp->free = next;
2055                 }
2056                 check_slabp(cachep, slabp);
2057
2058                 /* move slabp to correct slabp list: */
2059                 list_del(&slabp->list);
2060                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2061                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2062                 else
2063                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2064         }
2065
2066 must_grow:
2067         l3->free_objects -= ac->avail;
2068 alloc_done:
2069         spin_unlock(&cachep->spinlock);
2070
2071         if (unlikely(!ac->avail)) {
2072                 int x;
2073                 x = cache_grow(cachep, flags, -1);
2074                 
2075                 // cache_grow can reenable interrupts, then ac could change.
2076                 ac = ac_data(cachep);
2077                 if (!x && ac->avail == 0)       // no objects in sight? abort
2078                         return NULL;
2079
2080                 if (!ac->avail)         // objects refilled by interrupt?
2081                         goto retry;
2082         }
2083         ac->touched = 1;
2084         return ac_entry(ac)[--ac->avail];
2085 }
2086
2087 static inline void
2088 cache_alloc_debugcheck_before(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags)
2089 {
2090         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2091 #if DEBUG
2092         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2093 #endif
2094 }
2095
2096 #if DEBUG
2097 static void *
2098 cache_alloc_debugcheck_after(kmem_cache_t *cachep,
2099                         unsigned long flags, void *objp, void *caller)
2100 {
2101         if (!objp)      
2102                 return objp;
2103         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2104 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2105                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2106                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 1);
2107                 else
2108                         check_poison_obj(cachep, objp);
2109 #else
2110                 check_poison_obj(cachep, objp);
2111 #endif
2112                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2113         }
2114         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2115                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2116
2117         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2118                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2119                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2120                                                 " object was overwritten");
2121                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2122                                         objp, *dbg_redzone1(cachep, objp), *dbg_redzone2(cachep, objp));
2123                 }
2124                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2125                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2126         }
2127         objp += obj_dbghead(cachep);
2128         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2129                 unsigned long   ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2130
2131                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2132                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2133
2134                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2135         }       
2136         return objp;
2137 }
2138 #else
2139 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2140 #endif
2141
2142
2143 static inline void *__cache_alloc(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags)
2144 {
2145         unsigned long save_flags;
2146         void* objp;
2147         struct array_cache *ac;
2148
2149         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2150
2151         local_irq_save(save_flags);
2152         ac = ac_data(cachep);
2153         if (likely(ac->avail)) {
2154                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2155                 ac->touched = 1;
2156                 objp = ac_entry(ac)[--ac->avail];
2157         } else {
2158                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2159                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2160         }
2161         local_irq_restore(save_flags);
2162         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, __builtin_return_address(0));
2163         return objp;
2164 }
2165
2166 /* 
2167  * NUMA: different approach needed if the spinlock is moved into
2168  * the l3 structure
2169  */
2170
2171 static void free_block(kmem_cache_t *cachep, void **objpp, int nr_objects)
2172 {
2173         int i;
2174
2175         check_spinlock_acquired(cachep);
2176
2177         /* NUMA: move add into loop */
2178         cachep->lists.free_objects += nr_objects;
2179
2180         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
2181                 void *objp = objpp[i];
2182                 struct slab *slabp;
2183                 unsigned int objnr;
2184
2185                 slabp = GET_PAGE_SLAB(virt_to_page(objp));
2186                 list_del(&slabp->list);
2187                 objnr = (objp - slabp->s_mem) / cachep->objsize;
2188                 check_slabp(cachep, slabp);
2189 #if DEBUG
2190                 if (slab_bufctl(slabp)[objnr] != BUFCTL_FREE) {
2191                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache '%s', objp %p.\n",
2192                                                 cachep->name, objp);
2193                         BUG();
2194                 }
2195 #endif
2196                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2197                 slabp->free = objnr;
2198                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
2199                 slabp->inuse--;
2200                 check_slabp(cachep, slabp);
2201
2202                 /* fixup slab chains */
2203                 if (slabp->inuse == 0) {
2204                         if (cachep->lists.free_objects > cachep->free_limit) {
2205                                 cachep->lists.free_objects -= cachep->num;
2206                                 slab_destroy(cachep, slabp);
2207                         } else {
2208                                 list_add(&slabp->list,
2209                                 &list3_data_ptr(cachep, objp)->slabs_free);
2210                         }
2211                 } else {
2212                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
2213                          * partial list on free - maximum time for the
2214                          * other objects to be freed, too.
2215                          */
2216                         list_add_tail(&slabp->list,
2217                                 &list3_data_ptr(cachep, objp)->slabs_partial);
2218                 }
2219         }
2220 }
2221
2222 static void cache_flusharray(kmem_cache_t *cachep, struct array_cache *ac)
2223 {
2224         int batchcount;
2225
2226         batchcount = ac->batchcount;
2227 #if DEBUG
2228         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
2229 #endif
2230         check_irq_off();
2231         spin_lock(&cachep->spinlock);
2232         if (cachep->lists.shared) {
2233                 struct array_cache *shared_array = cachep->lists.shared;
2234                 int max = shared_array->limit-shared_array->avail;
2235                 if (max) {
2236                         if (batchcount > max)
2237                                 batchcount = max;
2238                         memcpy(&ac_entry(shared_array)[shared_array->avail],
2239                                         &ac_entry(ac)[0],
2240                                         sizeof(void*)*batchcount);
2241                         shared_array->avail += batchcount;
2242                         goto free_done;
2243                 }
2244         }
2245
2246         free_block(cachep, &ac_entry(ac)[0], batchcount);
2247 free_done:
2248 #if STATS
2249         {
2250                 int i = 0;
2251                 struct list_head *p;
2252
2253                 p = list3_data(cachep)->slabs_free.next;
2254                 while (p != &(list3_data(cachep)->slabs_free)) {
2255                         struct slab *slabp;
2256
2257                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2258                         BUG_ON(slabp->inuse);
2259
2260                         i++;
2261                         p = p->next;
2262                 }
2263                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
2264         }
2265 #endif
2266         spin_unlock(&cachep->spinlock);
2267         ac->avail -= batchcount;
2268         memmove(&ac_entry(ac)[0], &ac_entry(ac)[batchcount],
2269                         sizeof(void*)*ac->avail);
2270 }
2271
2272 /*
2273  * __cache_free
2274  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed
2275  * state, it must be in this state _before_ it is released.
2276  *
2277  * Called with disabled ints.
2278  */
2279 static inline void __cache_free(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
2280 {
2281         struct array_cache *ac = ac_data(cachep);
2282
2283         check_irq_off();
2284         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
2285
2286         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
2287                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
2288                 ac_entry(ac)[ac->avail++] = objp;
2289                 return;
2290         } else {
2291                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
2292                 cache_flusharray(cachep, ac);
2293                 ac_entry(ac)[ac->avail++] = objp;
2294         }
2295 }
2296
2297 /**
2298  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
2299  * @cachep: The cache to allocate from.
2300  * @flags: See kmalloc().
2301  *
2302  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
2303  * if the cache has no available objects.
2304  */
2305 void *kmem_cache_alloc(kmem_cache_t *cachep, unsigned int __nocast flags)
2306 {
2307         return __cache_alloc(cachep, flags);
2308 }
2309 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2310
2311 /**
2312  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
2313  *      be a slab entry.
2314  * @cachep: the cache we're checking against
2315  * @ptr: pointer to validate
2316  *
2317  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
2318  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
2319  * part of the slab cache in question, but it at least
2320  * validates that the pointer can be dereferenced and
2321  * looks half-way sane.
2322  *
2323  * Currently only used for dentry validation.
2324  */
2325 int fastcall kmem_ptr_validate(kmem_cache_t *cachep, void *ptr)
2326 {
2327         unsigned long addr = (unsigned long) ptr;
2328         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
2329         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD-1;
2330         unsigned long size = cachep->objsize;
2331         struct page *page;
2332
2333         if (unlikely(addr < min_addr))
2334                 goto out;
2335         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
2336                 goto out;
2337         if (unlikely(addr & align_mask))
2338                 goto out;
2339         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
2340                 goto out;
2341         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
2342                 goto out;
2343         page = virt_to_page(ptr);
2344         if (unlikely(!PageSlab(page)))
2345                 goto out;
2346         if (unlikely(GET_PAGE_CACHE(page) != cachep))
2347                 goto out;
2348         return 1;
2349 out:
2350         return 0;
2351 }
2352
2353 #ifdef CONFIG_NUMA
2354 /**
2355  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
2356  * @cachep: The cache to allocate from.
2357  * @flags: See kmalloc().
2358  * @nodeid: node number of the target node.
2359  *
2360  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
2361  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
2362  * can improve the performance for cpu bound structures.
2363  */
2364 void *kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_t *cachep, int nodeid)
2365 {
2366         int loop;
2367         void *objp;
2368         struct slab *slabp;
2369         kmem_bufctl_t next;
2370
2371         for (loop = 0;;loop++) {
2372                 struct list_head *q;
2373
2374                 objp = NULL;
2375                 check_irq_on();
2376                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2377                 /* walk through all partial and empty slab and find one
2378                  * from the right node */
2379                 list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_partial) {
2380                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2381
2382                         if (page_to_nid(virt_to_page(slabp->s_mem)) == nodeid ||
2383                                         loop > 2)
2384                                 goto got_slabp;
2385                 }
2386                 list_for_each(q, &cachep->lists.slabs_free) {
2387                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2388
2389                         if (page_to_nid(virt_to_page(slabp->s_mem)) == nodeid ||
2390                                         loop > 2)
2391                                 goto got_slabp;
2392                 }
2393                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2394
2395                 local_irq_disable();
2396                 if (!cache_grow(cachep, GFP_KERNEL, nodeid)) {
2397                         local_irq_enable();
2398                         return NULL;
2399                 }
2400                 local_irq_enable();
2401         }
2402 got_slabp:
2403         /* found one: allocate object */
2404         check_slabp(cachep, slabp);
2405         check_spinlock_acquired(cachep);
2406
2407         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2408         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2409         STATS_SET_HIGH(cachep);
2410         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
2411
2412         objp = slabp->s_mem + slabp->free*cachep->objsize;
2413
2414         slabp->inuse++;
2415         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2416 #if DEBUG
2417         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2418 #endif
2419         slabp->free = next;
2420         check_slabp(cachep, slabp);
2421
2422         /* move slabp to correct slabp list: */
2423         list_del(&slabp->list);
2424         if (slabp->free == BUFCTL_END)
2425                 list_add(&slabp->list, &cachep->lists.slabs_full);
2426         else
2427                 list_add(&slabp->list, &cachep->lists.slabs_partial);
2428
2429         list3_data(cachep)->free_objects--;
2430         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2431
2432         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, GFP_KERNEL, objp,
2433                                         __builtin_return_address(0));
2434         return objp;
2435 }
2436 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2437
2438 #endif
2439
2440 /**
2441  * kmalloc - allocate memory
2442  * @size: how many bytes of memory are required.
2443  * @flags: the type of memory to allocate.
2444  *
2445  * kmalloc is the normal method of allocating memory
2446  * in the kernel.
2447  *
2448  * The @flags argument may be one of:
2449  *
2450  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
2451  *
2452  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
2453  *
2454  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
2455  *
2456  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
2457  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
2458  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
2459  * from the first 16MB.
2460  */
2461 void *__kmalloc(size_t size, unsigned int __nocast flags)
2462 {
2463         kmem_cache_t *cachep;
2464
2465         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
2466         if (unlikely(cachep == NULL))
2467                 return NULL;
2468         return __cache_alloc(cachep, flags);
2469 }
2470 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2471
2472 #ifdef CONFIG_SMP
2473 /**
2474  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
2475  * cpu in the system, zeroing them.
2476  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
2477  *
2478  * @size: how many bytes of memory are required.
2479  * @align: the alignment, which can't be greater than SMP_CACHE_BYTES.
2480  */
2481 void *__alloc_percpu(size_t size, size_t align)
2482 {
2483         int i;
2484         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof (*pdata), GFP_KERNEL);
2485
2486         if (!pdata)
2487                 return NULL;
2488
2489         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2490                 if (!cpu_possible(i))
2491                         continue;
2492                 pdata->ptrs[i] = kmem_cache_alloc_node(
2493                                 kmem_find_general_cachep(size, GFP_KERNEL),
2494                                 cpu_to_node(i));
2495
2496                 if (!pdata->ptrs[i])
2497                         goto unwind_oom;
2498                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
2499         }
2500
2501         /* Catch derefs w/o wrappers */
2502         return (void *) (~(unsigned long) pdata);
2503
2504 unwind_oom:
2505         while (--i >= 0) {
2506                 if (!cpu_possible(i))
2507                         continue;
2508                 kfree(pdata->ptrs[i]);
2509         }
2510         kfree(pdata);
2511         return NULL;
2512 }
2513 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
2514 #endif
2515
2516 /**
2517  * kmem_cache_free - Deallocate an object
2518  * @cachep: The cache the allocation was from.
2519  * @objp: The previously allocated object.
2520  *
2521  * Free an object which was previously allocated from this
2522  * cache.
2523  */
2524 void kmem_cache_free(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
2525 {
2526         unsigned long flags;
2527
2528         local_irq_save(flags);
2529         __cache_free(cachep, objp);
2530         local_irq_restore(flags);
2531 }
2532 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2533
2534 /**
2535  * kcalloc - allocate memory for an array. The memory is set to zero.
2536  * @n: number of elements.
2537  * @size: element size.
2538  * @flags: the type of memory to allocate.
2539  */
2540 void *kcalloc(size_t n, size_t size, unsigned int __nocast flags)
2541 {
2542         void *ret = NULL;
2543
2544         if (n != 0 && size > INT_MAX / n)
2545                 return ret;
2546
2547         ret = kmalloc(n * size, flags);
2548         if (ret)
2549                 memset(ret, 0, n * size);
2550         return ret;
2551 }
2552 EXPORT_SYMBOL(kcalloc);
2553
2554 /**
2555  * kfree - free previously allocated memory
2556  * @objp: pointer returned by kmalloc.
2557  *
2558  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
2559  * or you will run into trouble.
2560  */
2561 void kfree(const void *objp)
2562 {
2563         kmem_cache_t *c;
2564         unsigned long flags;
2565
2566         if (unlikely(!objp))
2567                 return;
2568         local_irq_save(flags);
2569         kfree_debugcheck(objp);
2570         c = GET_PAGE_CACHE(virt_to_page(objp));
2571         __cache_free(c, (void*)objp);
2572         local_irq_restore(flags);
2573 }
2574 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2575
2576 #ifdef CONFIG_SMP
2577 /**
2578  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
2579  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
2580  *
2581  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
2582  * The complemented objp is to check for that.
2583  */
2584 void
2585 free_percpu(const void *objp)
2586 {
2587         int i;
2588         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *) (~(unsigned long) objp);
2589
2590         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2591                 if (!cpu_possible(i))
2592                         continue;
2593                 kfree(p->ptrs[i]);
2594         }
2595         kfree(p);
2596 }
2597 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
2598 #endif
2599
2600 unsigned int kmem_cache_size(kmem_cache_t *cachep)
2601 {
2602         return obj_reallen(cachep);
2603 }
2604 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2605
2606 struct ccupdate_struct {
2607         kmem_cache_t *cachep;
2608         struct array_cache *new[NR_CPUS];
2609 };
2610
2611 static void do_ccupdate_local(void *info)
2612 {
2613         struct ccupdate_struct *new = (struct ccupdate_struct *)info;
2614         struct array_cache *old;
2615
2616         check_irq_off();
2617         old = ac_data(new->cachep);
2618         
2619         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
2620         new->new[smp_processor_id()] = old;
2621 }
2622
2623
2624 static int do_tune_cpucache(kmem_cache_t *cachep, int limit, int batchcount,
2625                                 int shared)
2626 {
2627         struct ccupdate_struct new;
2628         struct array_cache *new_shared;
2629         int i;
2630
2631         memset(&new.new,0,sizeof(new.new));
2632         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2633                 if (cpu_online(i)) {
2634                         new.new[i] = alloc_arraycache(i, limit, batchcount);
2635                         if (!new.new[i]) {
2636                                 for (i--; i >= 0; i--) kfree(new.new[i]);
2637                                 return -ENOMEM;
2638                         }
2639                 } else {
2640                         new.new[i] = NULL;
2641                 }
2642         }
2643         new.cachep = cachep;
2644
2645         smp_call_function_all_cpus(do_ccupdate_local, (void *)&new);
2646         
2647         check_irq_on();
2648         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2649         cachep->batchcount = batchcount;
2650         cachep->limit = limit;
2651         cachep->free_limit = (1+num_online_cpus())*cachep->batchcount + cachep->num;
2652         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2653
2654         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2655                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
2656                 if (!ccold)
2657                         continue;
2658                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2659                 free_block(cachep, ac_entry(ccold), ccold->avail);
2660                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2661                 kfree(ccold);
2662         }
2663         new_shared = alloc_arraycache(-1, batchcount*shared, 0xbaadf00d);
2664         if (new_shared) {
2665                 struct array_cache *old;
2666
2667                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2668                 old = cachep->lists.shared;
2669                 cachep->lists.shared = new_shared;
2670                 if (old)
2671                         free_block(cachep, ac_entry(old), old->avail);
2672                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2673                 kfree(old);
2674         }
2675
2676         return 0;
2677 }
2678
2679
2680 static void enable_cpucache(kmem_cache_t *cachep)
2681 {
2682         int err;
2683         int limit, shared;
2684
2685         /* The head array serves three purposes:
2686          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
2687          * - reduce the number of spinlock operations.
2688          * - reduce the number of linked list operations on the slab and 
2689          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
2690          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
2691          * Bonwick.
2692          */
2693         if (cachep->objsize > 131072)
2694                 limit = 1;
2695         else if (cachep->objsize > PAGE_SIZE)
2696                 limit = 8;
2697         else if (cachep->objsize > 1024)
2698                 limit = 24;
2699         else if (cachep->objsize > 256)
2700                 limit = 54;
2701         else
2702                 limit = 120;
2703
2704         /* Cpu bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
2705          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
2706          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
2707          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
2708          * replaces Bonwick's magazine layer.
2709          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
2710          * to a larger limit. Thus disabled by default.
2711          */
2712         shared = 0;
2713 #ifdef CONFIG_SMP
2714         if (cachep->objsize <= PAGE_SIZE)
2715                 shared = 8;
2716 #endif
2717
2718 #if DEBUG
2719         /* With debugging enabled, large batchcount lead to excessively
2720          * long periods with disabled local interrupts. Limit the 
2721          * batchcount
2722          */
2723         if (limit > 32)
2724                 limit = 32;
2725 #endif
2726         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit+1)/2, shared);
2727         if (err)
2728                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
2729                                         cachep->name, -err);
2730 }
2731
2732 static void drain_array_locked(kmem_cache_t *cachep,
2733                                 struct array_cache *ac, int force)
2734 {
2735         int tofree;
2736
2737         check_spinlock_acquired(cachep);
2738         if (ac->touched && !force) {
2739                 ac->touched = 0;
2740         } else if (ac->avail) {
2741                 tofree = force ? ac->avail : (ac->limit+4)/5;
2742                 if (tofree > ac->avail) {
2743                         tofree = (ac->avail+1)/2;
2744                 }
2745                 free_block(cachep, ac_entry(ac), tofree);
2746                 ac->avail -= tofree;
2747                 memmove(&ac_entry(ac)[0], &ac_entry(ac)[tofree],
2748                                         sizeof(void*)*ac->avail);
2749         }
2750 }
2751
2752 /**
2753  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
2754  *
2755  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
2756  * Purpose:
2757  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
2758  * - return freeable pages to the main free memory pool.
2759  *
2760  * If we cannot acquire the cache chain semaphore then just give up - we'll
2761  * try again on the next iteration.
2762  */
2763 static void cache_reap(void *unused)
2764 {
2765         struct list_head *walk;
2766
2767         if (down_trylock(&cache_chain_sem)) {
2768                 /* Give up. Setup the next iteration. */
2769                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC + smp_processor_id());
2770                 return;
2771         }
2772
2773         list_for_each(walk, &cache_chain) {
2774                 kmem_cache_t *searchp;
2775                 struct list_head* p;
2776                 int tofree;
2777                 struct slab *slabp;
2778
2779                 searchp = list_entry(walk, kmem_cache_t, next);
2780
2781                 if (searchp->flags & SLAB_NO_REAP)
2782                         goto next;
2783
2784                 check_irq_on();
2785
2786                 spin_lock_irq(&searchp->spinlock);
2787
2788                 drain_array_locked(searchp, ac_data(searchp), 0);
2789
2790                 if(time_after(searchp->lists.next_reap, jiffies))
2791                         goto next_unlock;
2792
2793                 searchp->lists.next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
2794
2795                 if (searchp->lists.shared)
2796                         drain_array_locked(searchp, searchp->lists.shared, 0);
2797
2798                 if (searchp->lists.free_touched) {
2799                         searchp->lists.free_touched = 0;
2800                         goto next_unlock;
2801                 }
2802
2803                 tofree = (searchp->free_limit+5*searchp->num-1)/(5*searchp->num);
2804                 do {
2805                         p = list3_data(searchp)->slabs_free.next;
2806                         if (p == &(list3_data(searchp)->slabs_free))
2807                                 break;
2808
2809                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2810                         BUG_ON(slabp->inuse);
2811                         list_del(&slabp->list);
2812                         STATS_INC_REAPED(searchp);
2813
2814                         /* Safe to drop the lock. The slab is no longer
2815                          * linked to the cache.
2816                          * searchp cannot disappear, we hold
2817                          * cache_chain_lock
2818                          */
2819                         searchp->lists.free_objects -= searchp->num;
2820                         spin_unlock_irq(&searchp->spinlock);
2821                         slab_destroy(searchp, slabp);
2822                         spin_lock_irq(&searchp->spinlock);
2823                 } while(--tofree > 0);
2824 next_unlock:
2825                 spin_unlock_irq(&searchp->spinlock);
2826 next:
2827                 cond_resched();
2828         }
2829         check_irq_on();
2830         up(&cache_chain_sem);
2831         /* Setup the next iteration */
2832         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC + smp_processor_id());
2833 }
2834
2835 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2836
2837 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2838 {
2839         loff_t n = *pos;
2840         struct list_head *p;
2841
2842         down(&cache_chain_sem);
2843         if (!n) {
2844                 /*
2845                  * Output format version, so at least we can change it
2846                  * without _too_ many complaints.
2847                  */
2848 #if STATS
2849                 seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
2850 #else
2851                 seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
2852 #endif
2853                 seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> <objperslab> <pagesperslab>");
2854                 seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
2855                 seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
2856 #if STATS
2857                 seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped>"
2858                                 " <error> <maxfreeable> <freelimit> <nodeallocs>");
2859                 seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
2860 #endif
2861                 seq_putc(m, '\n');
2862         }
2863         p = cache_chain.next;
2864         while (n--) {
2865                 p = p->next;
2866                 if (p == &cache_chain)
2867                         return NULL;
2868         }
2869         return list_entry(p, kmem_cache_t, next);
2870 }
2871
2872 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
2873 {
2874         kmem_cache_t *cachep = p;
2875         ++*pos;
2876         return cachep->next.next == &cache_chain ? NULL
2877                 : list_entry(cachep->next.next, kmem_cache_t, next);
2878 }
2879
2880 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
2881 {
2882         up(&cache_chain_sem);
2883 }
2884
2885 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
2886 {
2887         kmem_cache_t *cachep = p;
2888         struct list_head *q;
2889         struct slab     *slabp;
2890         unsigned long   active_objs;
2891         unsigned long   num_objs;
2892         unsigned long   active_slabs = 0;
2893         unsigned long   num_slabs;
2894         const char *name; 
2895         char *error = NULL;
2896
2897         check_irq_on();
2898         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2899         active_objs = 0;
2900         num_slabs = 0;
2901         list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_full) {
2902                 slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2903                 if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
2904                         error = "slabs_full accounting error";
2905                 active_objs += cachep->num;
2906                 active_slabs++;
2907         }
2908         list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_partial) {
2909                 slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2910                 if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
2911                         error = "slabs_partial inuse accounting error";
2912                 if (!slabp->inuse && !error)
2913                         error = "slabs_partial/inuse accounting error";
2914                 active_objs += slabp->inuse;
2915                 active_slabs++;
2916         }
2917         list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_free) {
2918                 slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2919                 if (slabp->inuse && !error)
2920                         error = "slabs_free/inuse accounting error";
2921                 num_slabs++;
2922         }
2923         num_slabs+=active_slabs;
2924         num_objs = num_slabs*cachep->num;
2925         if (num_objs - active_objs != cachep->lists.free_objects && !error)
2926                 error = "free_objects accounting error";
2927
2928         name = cachep->name; 
2929         if (error)
2930                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
2931
2932         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
2933                 name, active_objs, num_objs, cachep->objsize,
2934                 cachep->num, (1<<cachep->gfporder));
2935         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
2936                         cachep->limit, cachep->batchcount,
2937                         cachep->lists.shared->limit/cachep->batchcount);
2938         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6u",
2939                         active_slabs, num_slabs, cachep->lists.shared->avail);
2940 #if STATS
2941         {       /* list3 stats */
2942                 unsigned long high = cachep->high_mark;
2943                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
2944                 unsigned long grown = cachep->grown;
2945                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
2946                 unsigned long errors = cachep->errors;
2947                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
2948                 unsigned long free_limit = cachep->free_limit;
2949                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
2950
2951                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
2952                                 allocs, high, grown, reaped, errors, 
2953                                 max_freeable, free_limit, node_allocs);
2954         }
2955         /* cpu stats */
2956         {
2957                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
2958                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
2959                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
2960                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
2961
2962                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
2963                         allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
2964         }
2965 #endif
2966         seq_putc(m, '\n');
2967         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2968         return 0;
2969 }
2970
2971 /*
2972  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
2973  *
2974  * Output layout:
2975  * cache-name
2976  * num-active-objs
2977  * total-objs
2978  * object size
2979  * num-active-slabs
2980  * total-slabs
2981  * num-pages-per-slab
2982  * + further values on SMP and with statistics enabled
2983  */
2984
2985 struct seq_operations slabinfo_op = {
2986         .start  = s_start,
2987         .next   = s_next,
2988         .stop   = s_stop,
2989         .show   = s_show,
2990 };
2991
2992 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
2993 /**
2994  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
2995  * @file: unused
2996  * @buffer: user buffer
2997  * @count: data length
2998  * @ppos: unused
2999  */
3000 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
3001                                 size_t count, loff_t *ppos)
3002 {
3003         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE+1], *tmp;
3004         int limit, batchcount, shared, res;
3005         struct list_head *p;
3006         
3007         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3008                 return -EINVAL;
3009         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3010                 return -EFAULT;
3011         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0'; 
3012
3013         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3014         if (!tmp)
3015                 return -EINVAL;
3016         *tmp = '\0';
3017         tmp++;
3018         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3019                 return -EINVAL;
3020
3021         /* Find the cache in the chain of caches. */
3022         down(&cache_chain_sem);
3023         res = -EINVAL;
3024         list_for_each(p,&cache_chain) {
3025                 kmem_cache_t *cachep = list_entry(p, kmem_cache_t, next);
3026
3027                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3028                         if (limit < 1 ||
3029                             batchcount < 1 ||
3030                             batchcount > limit ||
3031                             shared < 0) {
3032                                 res = -EINVAL;
3033                         } else {
3034                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared);
3035                         }
3036                         break;
3037                 }
3038         }
3039         up(&cache_chain_sem);
3040         if (res >= 0)
3041                 res = count;
3042         return res;
3043 }
3044 #endif
3045
3046 unsigned int ksize(const void *objp)
3047 {
3048         kmem_cache_t *c;
3049         unsigned long flags;
3050         unsigned int size = 0;
3051
3052         if (likely(objp != NULL)) {
3053                 local_irq_save(flags);
3054                 c = GET_PAGE_CACHE(virt_to_page(objp));
3055                 size = kmem_cache_size(c);
3056                 local_irq_restore(flags);
3057         }
3058
3059         return size;
3060 }