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