]> err.no Git - linux-2.6/blob - mm/slab.c
[PATCH] slab: extract setup_cpu_cache
[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 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
613                                  unsigned int idx)
614 {
615         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
616 }
617
618 static inline unsigned int obj_to_index(struct kmem_cache *cache,
619                                         struct slab *slab, void *obj)
620 {
621         return (unsigned)(obj - slab->s_mem) / cache->buffer_size;
622 }
623
624 /* These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes. */
625 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
626 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
627 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
628         CACHE(ULONG_MAX)
629 #undef CACHE
630 };
631 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
632
633 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
634 struct cache_names {
635         char *name;
636         char *name_dma;
637 };
638
639 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
640 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
641 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
642         {NULL,}
643 #undef CACHE
644 };
645
646 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
647     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
648 static struct arraycache_init initarray_generic =
649     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
650
651 /* internal cache of cache description objs */
652 static struct kmem_cache cache_cache = {
653         .batchcount = 1,
654         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
655         .shared = 1,
656         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
657         .flags = SLAB_NO_REAP,
658         .spinlock = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
659         .name = "kmem_cache",
660 #if DEBUG
661         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
662 #endif
663 };
664
665 /* Guard access to the cache-chain. */
666 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
667 static struct list_head cache_chain;
668
669 /*
670  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many
671  * slab-allocated pages are possibly freeable under pressure
672  *
673  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
674  */
675 atomic_t slab_reclaim_pages;
676
677 /*
678  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
679  * until the general caches are up.
680  */
681 static enum {
682         NONE,
683         PARTIAL_AC,
684         PARTIAL_L3,
685         FULL
686 } g_cpucache_up;
687
688 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
689
690 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len, int node);
691 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
692 static void cache_reap(void *unused);
693 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node);
694
695 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
696 {
697         return cachep->array[smp_processor_id()];
698 }
699
700 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
701 {
702         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
703
704 #if DEBUG
705         /* This happens if someone tries to call
706          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
707          * the generic caches are initialized.
708          */
709         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
710 #endif
711         while (size > csizep->cs_size)
712                 csizep++;
713
714         /*
715          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
716          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
717          * for large kmalloc calls required.
718          */
719         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
720                 return csizep->cs_dmacachep;
721         return csizep->cs_cachep;
722 }
723
724 struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
725 {
726         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
727 }
728 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
729
730 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
731 {
732         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
733 }
734
735 /* Calculate the number of objects and left-over bytes for a given
736    buffer size. */
737 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
738                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
739                            unsigned int *num)
740 {
741         int nr_objs;
742         size_t mgmt_size;
743         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
744
745         /*
746          * The slab management structure can be either off the slab or
747          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
748          * slab is used for:
749          *
750          * - The struct slab
751          * - One kmem_bufctl_t for each object
752          * - Padding to respect alignment of @align
753          * - @buffer_size bytes for each object
754          *
755          * If the slab management structure is off the slab, then the
756          * alignment will already be calculated into the size. Because
757          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
758          * correct alignment when allocated.
759          */
760         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
761                 mgmt_size = 0;
762                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
763
764                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
765                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
766         } else {
767                 /*
768                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
769                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
770                  * least @align. In the worst case, this result will
771                  * be one greater than the number of objects that fit
772                  * into the memory allocation when taking the padding
773                  * into account.
774                  */
775                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
776                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
777
778                 /*
779                  * This calculated number will be either the right
780                  * amount, or one greater than what we want.
781                  */
782                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
783                        > slab_size)
784                         nr_objs--;
785
786                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
787                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
788
789                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
790         }
791         *num = nr_objs;
792         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
793 }
794
795 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
796
797 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep, char *msg)
798 {
799         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
800                function, cachep->name, msg);
801         dump_stack();
802 }
803
804 #ifdef CONFIG_NUMA
805 /*
806  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
807  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
808  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
809  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
810  */
811 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
812
813 static void init_reap_node(int cpu)
814 {
815         int node;
816
817         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
818         if (node == MAX_NUMNODES)
819                 node = 0;
820
821         __get_cpu_var(reap_node) = node;
822 }
823
824 static void next_reap_node(void)
825 {
826         int node = __get_cpu_var(reap_node);
827
828         /*
829          * Also drain per cpu pages on remote zones
830          */
831         if (node != numa_node_id())
832                 drain_node_pages(node);
833
834         node = next_node(node, node_online_map);
835         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
836                 node = first_node(node_online_map);
837         __get_cpu_var(reap_node) = node;
838 }
839
840 #else
841 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
842 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
843 #endif
844
845 /*
846  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
847  * via the workqueue/eventd.
848  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
849  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
850  * lock.
851  */
852 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
853 {
854         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
855
856         /*
857          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
858          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
859          * at that time.
860          */
861         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
862                 init_reap_node(cpu);
863                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
864                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
865         }
866 }
867
868 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
869                                             int batchcount)
870 {
871         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
872         struct array_cache *nc = NULL;
873
874         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
875         if (nc) {
876                 nc->avail = 0;
877                 nc->limit = entries;
878                 nc->batchcount = batchcount;
879                 nc->touched = 0;
880                 spin_lock_init(&nc->lock);
881         }
882         return nc;
883 }
884
885 #ifdef CONFIG_NUMA
886 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
887
888 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
889 {
890         struct array_cache **ac_ptr;
891         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
892         int i;
893
894         if (limit > 1)
895                 limit = 12;
896         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
897         if (ac_ptr) {
898                 for_each_node(i) {
899                         if (i == node || !node_online(i)) {
900                                 ac_ptr[i] = NULL;
901                                 continue;
902                         }
903                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
904                         if (!ac_ptr[i]) {
905                                 for (i--; i <= 0; i--)
906                                         kfree(ac_ptr[i]);
907                                 kfree(ac_ptr);
908                                 return NULL;
909                         }
910                 }
911         }
912         return ac_ptr;
913 }
914
915 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
916 {
917         int i;
918
919         if (!ac_ptr)
920                 return;
921
922         for_each_node(i)
923             kfree(ac_ptr[i]);
924
925         kfree(ac_ptr);
926 }
927
928 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
929                                 struct array_cache *ac, int node)
930 {
931         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
932
933         if (ac->avail) {
934                 spin_lock(&rl3->list_lock);
935                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
936                 ac->avail = 0;
937                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
938         }
939 }
940
941 /*
942  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
943  */
944 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
945 {
946         int node = __get_cpu_var(reap_node);
947
948         if (l3->alien) {
949                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
950                 if (ac && ac->avail) {
951                         spin_lock_irq(&ac->lock);
952                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
953                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
954                 }
955         }
956 }
957
958 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache **alien)
959 {
960         int i = 0;
961         struct array_cache *ac;
962         unsigned long flags;
963
964         for_each_online_node(i) {
965                 ac = alien[i];
966                 if (ac) {
967                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
968                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
969                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
970                 }
971         }
972 }
973 #else
974
975 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
976 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
977
978 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
979 {
980         return (struct array_cache **) 0x01020304ul;
981 }
982
983 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
984 {
985 }
986
987 #endif
988
989 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
990                                     unsigned long action, void *hcpu)
991 {
992         long cpu = (long)hcpu;
993         struct kmem_cache *cachep;
994         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
995         int node = cpu_to_node(cpu);
996         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
997
998         switch (action) {
999         case CPU_UP_PREPARE:
1000                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1001                 /* we need to do this right in the beginning since
1002                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
1003                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1004                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1005                  */
1006
1007                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1008                         /* setup the size64 kmemlist for cpu before we can
1009                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
1010                          * node has not already allocated this
1011                          */
1012                         if (!cachep->nodelists[node]) {
1013                                 if (!(l3 = kmalloc_node(memsize,
1014                                                         GFP_KERNEL, node)))
1015                                         goto bad;
1016                                 kmem_list3_init(l3);
1017                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1018                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1019
1020                                 /*
1021                                  * The l3s don't come and go as CPUs come and
1022                                  * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1023                                  * protection here.
1024                                  */
1025                                 cachep->nodelists[node] = l3;
1026                         }
1027
1028                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1029                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
1030                             (1 + nr_cpus_node(node)) *
1031                             cachep->batchcount + cachep->num;
1032                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1033                 }
1034
1035                 /* Now we can go ahead with allocating the shared array's
1036                    & array cache's */
1037                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1038                         struct array_cache *nc;
1039                         struct array_cache *shared;
1040                         struct array_cache **alien;
1041
1042                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1043                                                 cachep->batchcount);
1044                         if (!nc)
1045                                 goto bad;
1046                         shared = alloc_arraycache(node,
1047                                         cachep->shared * cachep->batchcount,
1048                                         0xbaadf00d);
1049                         if (!shared)
1050                                 goto bad;
1051
1052                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit);
1053                         if (!alien)
1054                                 goto bad;
1055                         cachep->array[cpu] = nc;
1056
1057                         l3 = cachep->nodelists[node];
1058                         BUG_ON(!l3);
1059
1060                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1061                         if (!l3->shared) {
1062                                 /*
1063                                  * We are serialised from CPU_DEAD or
1064                                  * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1065                                  */
1066                                 l3->shared = shared;
1067                                 shared = NULL;
1068                         }
1069 #ifdef CONFIG_NUMA
1070                         if (!l3->alien) {
1071                                 l3->alien = alien;
1072                                 alien = NULL;
1073                         }
1074 #endif
1075                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1076
1077                         kfree(shared);
1078                         free_alien_cache(alien);
1079                 }
1080                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1081                 break;
1082         case CPU_ONLINE:
1083                 start_cpu_timer(cpu);
1084                 break;
1085 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1086         case CPU_DEAD:
1087                 /*
1088                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1089                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1090                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1091                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1092                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1093                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1094                  */
1095                 /* fall thru */
1096         case CPU_UP_CANCELED:
1097                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1098
1099                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1100                         struct array_cache *nc;
1101                         struct array_cache *shared;
1102                         struct array_cache **alien;
1103                         cpumask_t mask;
1104
1105                         mask = node_to_cpumask(node);
1106                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1107                         nc = cachep->array[cpu];
1108                         cachep->array[cpu] = NULL;
1109                         l3 = cachep->nodelists[node];
1110
1111                         if (!l3)
1112                                 goto free_array_cache;
1113
1114                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1115
1116                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1117                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1118                         if (nc)
1119                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1120
1121                         if (!cpus_empty(mask)) {
1122                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1123                                 goto free_array_cache;
1124                         }
1125
1126                         shared = l3->shared;
1127                         if (shared) {
1128                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1129                                            l3->shared->avail, node);
1130                                 l3->shared = NULL;
1131                         }
1132
1133                         alien = l3->alien;
1134                         l3->alien = NULL;
1135
1136                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1137
1138                         kfree(shared);
1139                         if (alien) {
1140                                 drain_alien_cache(cachep, alien);
1141                                 free_alien_cache(alien);
1142                         }
1143 free_array_cache:
1144                         kfree(nc);
1145                 }
1146                 /*
1147                  * In the previous loop, all the objects were freed to
1148                  * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1149                  * shrink each nodelist to its limit.
1150                  */
1151                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1152                         l3 = cachep->nodelists[node];
1153                         if (!l3)
1154                                 continue;
1155                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1156                         /* free slabs belonging to this node */
1157                         __node_shrink(cachep, node);
1158                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1159                 }
1160                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1161                 break;
1162 #endif
1163         }
1164         return NOTIFY_OK;
1165       bad:
1166         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1167         return NOTIFY_BAD;
1168 }
1169
1170 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
1171
1172 /*
1173  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1174  */
1175 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list, int nodeid)
1176 {
1177         struct kmem_list3 *ptr;
1178
1179         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1180         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1181         BUG_ON(!ptr);
1182
1183         local_irq_disable();
1184         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1185         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1186         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1187         local_irq_enable();
1188 }
1189
1190 /* Initialisation.
1191  * Called after the gfp() functions have been enabled, and before smp_init().
1192  */
1193 void __init kmem_cache_init(void)
1194 {
1195         size_t left_over;
1196         struct cache_sizes *sizes;
1197         struct cache_names *names;
1198         int i;
1199         int order;
1200
1201         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1202                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1203                 if (i < MAX_NUMNODES)
1204                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1205         }
1206
1207         /*
1208          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1209          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1210          */
1211         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1212                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1213
1214         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1215          * from caches that do not exist yet:
1216          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct kmem_cache
1217          *    structures of all caches, except cache_cache itself: cache_cache
1218          *    is statically allocated.
1219          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1220          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1221          *    array at the end of the bootstrap.
1222          * 2) Create the first kmalloc cache.
1223          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1224          *    An __init data area is used for the head array.
1225          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1226          *    head arrays.
1227          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1228          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1229          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1230          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1231          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1232          */
1233
1234         /* 1) create the cache_cache */
1235         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1236         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1237         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1238         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1239         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1240
1241         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size, cache_line_size());
1242
1243         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1244                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1245                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1246                 if (cache_cache.num)
1247                         break;
1248         }
1249         if (!cache_cache.num)
1250                 BUG();
1251         cache_cache.gfporder = order;
1252         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1253         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1254                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1255
1256         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1257         sizes = malloc_sizes;
1258         names = cache_names;
1259
1260         /* Initialize the caches that provide memory for the array cache
1261          * and the kmem_list3 structures first.
1262          * Without this, further allocations will bug
1263          */
1264
1265         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1266                                                       sizes[INDEX_AC].cs_size,
1267                                                       ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1268                                                       (ARCH_KMALLOC_FLAGS |
1269                                                        SLAB_PANIC), NULL, NULL);
1270
1271         if (INDEX_AC != INDEX_L3)
1272                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1273                     kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1274                                       sizes[INDEX_L3].cs_size,
1275                                       ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1276                                       (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_PANIC), NULL,
1277                                       NULL);
1278
1279         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1280                 /*
1281                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1282                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1283                  * eliminates "false sharing".
1284                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1285                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1286                  */
1287                 if (!sizes->cs_cachep)
1288                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1289                                                              sizes->cs_size,
1290                                                              ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1291                                                              (ARCH_KMALLOC_FLAGS
1292                                                               | SLAB_PANIC),
1293                                                              NULL, NULL);
1294
1295                 /* Inc off-slab bufctl limit until the ceiling is hit. */
1296                 if (!(OFF_SLAB(sizes->cs_cachep))) {
1297                         offslab_limit = sizes->cs_size - sizeof(struct slab);
1298                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1299                 }
1300
1301                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1302                                                         sizes->cs_size,
1303                                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1304                                                         (ARCH_KMALLOC_FLAGS |
1305                                                          SLAB_CACHE_DMA |
1306                                                          SLAB_PANIC), NULL,
1307                                                         NULL);
1308
1309                 sizes++;
1310                 names++;
1311         }
1312         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1313         {
1314                 void *ptr;
1315
1316                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1317
1318                 local_irq_disable();
1319                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1320                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1321                        sizeof(struct arraycache_init));
1322                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1323                 local_irq_enable();
1324
1325                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1326
1327                 local_irq_disable();
1328                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1329                        != &initarray_generic.cache);
1330                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1331                        sizeof(struct arraycache_init));
1332                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1333                     ptr;
1334                 local_irq_enable();
1335         }
1336         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1337         {
1338                 int node;
1339                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1340                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1341                           numa_node_id());
1342
1343                 for_each_online_node(node) {
1344                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1345                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1346
1347                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1348                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1349                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1350                                           node);
1351                         }
1352                 }
1353         }
1354
1355         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1356         {
1357                 struct kmem_cache *cachep;
1358                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1359                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1360                     enable_cpucache(cachep);
1361                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1362         }
1363
1364         /* Done! */
1365         g_cpucache_up = FULL;
1366
1367         /* Register a cpu startup notifier callback
1368          * that initializes cpu_cache_get for all new cpus
1369          */
1370         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1371
1372         /* The reap timers are started later, with a module init call:
1373          * That part of the kernel is not yet operational.
1374          */
1375 }
1376
1377 static int __init cpucache_init(void)
1378 {
1379         int cpu;
1380
1381         /* 
1382          * Register the timers that return unneeded
1383          * pages to gfp.
1384          */
1385         for_each_online_cpu(cpu)
1386             start_cpu_timer(cpu);
1387
1388         return 0;
1389 }
1390
1391 __initcall(cpucache_init);
1392
1393 /*
1394  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1395  *
1396  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1397  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1398  * would be relatively rare and ignorable.
1399  */
1400 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1401 {
1402         struct page *page;
1403         void *addr;
1404         int i;
1405
1406         flags |= cachep->gfpflags;
1407         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1408         if (!page)
1409                 return NULL;
1410         addr = page_address(page);
1411
1412         i = (1 << cachep->gfporder);
1413         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1414                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
1415         add_page_state(nr_slab, i);
1416         while (i--) {
1417                 __SetPageSlab(page);
1418                 page++;
1419         }
1420         return addr;
1421 }
1422
1423 /*
1424  * Interface to system's page release.
1425  */
1426 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1427 {
1428         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1429         struct page *page = virt_to_page(addr);
1430         const unsigned long nr_freed = i;
1431
1432         while (i--) {
1433                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1434                 __ClearPageSlab(page);
1435                 page++;
1436         }
1437         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
1438         if (current->reclaim_state)
1439                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1440         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1441         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1442                 atomic_sub(1 << cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1443 }
1444
1445 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1446 {
1447         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1448         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1449
1450         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1451         if (OFF_SLAB(cachep))
1452                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1453 }
1454
1455 #if DEBUG
1456
1457 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1458 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1459                             unsigned long caller)
1460 {
1461         int size = obj_size(cachep);
1462
1463         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1464
1465         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1466                 return;
1467
1468         *addr++ = 0x12345678;
1469         *addr++ = caller;
1470         *addr++ = smp_processor_id();
1471         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1472         {
1473                 unsigned long *sptr = &caller;
1474                 unsigned long svalue;
1475
1476                 while (!kstack_end(sptr)) {
1477                         svalue = *sptr++;
1478                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1479                                 *addr++ = svalue;
1480                                 size -= sizeof(unsigned long);
1481                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1482                                         break;
1483                         }
1484                 }
1485
1486         }
1487         *addr++ = 0x87654321;
1488 }
1489 #endif
1490
1491 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1492 {
1493         int size = obj_size(cachep);
1494         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1495
1496         memset(addr, val, size);
1497         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1498 }
1499
1500 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1501 {
1502         int i;
1503         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1504         for (i = 0; i < limit; i++) {
1505                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1506         }
1507         printk("\n");
1508 }
1509 #endif
1510
1511 #if DEBUG
1512
1513 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1514 {
1515         int i, size;
1516         char *realobj;
1517
1518         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1519                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1520                        *dbg_redzone1(cachep, objp),
1521                        *dbg_redzone2(cachep, objp));
1522         }
1523
1524         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1525                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1526                        *dbg_userword(cachep, objp));
1527                 print_symbol("(%s)",
1528                              (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1529                 printk("\n");
1530         }
1531         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1532         size = obj_size(cachep);
1533         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1534                 int limit;
1535                 limit = 16;
1536                 if (i + limit > size)
1537                         limit = size - i;
1538                 dump_line(realobj, i, limit);
1539         }
1540 }
1541
1542 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1543 {
1544         char *realobj;
1545         int size, i;
1546         int lines = 0;
1547
1548         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1549         size = obj_size(cachep);
1550
1551         for (i = 0; i < size; i++) {
1552                 char exp = POISON_FREE;
1553                 if (i == size - 1)
1554                         exp = POISON_END;
1555                 if (realobj[i] != exp) {
1556                         int limit;
1557                         /* Mismatch ! */
1558                         /* Print header */
1559                         if (lines == 0) {
1560                                 printk(KERN_ERR
1561                                        "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1562                                        realobj, size);
1563                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1564                         }
1565                         /* Hexdump the affected line */
1566                         i = (i / 16) * 16;
1567                         limit = 16;
1568                         if (i + limit > size)
1569                                 limit = size - i;
1570                         dump_line(realobj, i, limit);
1571                         i += 16;
1572                         lines++;
1573                         /* Limit to 5 lines */
1574                         if (lines > 5)
1575                                 break;
1576                 }
1577         }
1578         if (lines != 0) {
1579                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1580                  * exist:
1581                  */
1582                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1583                 unsigned int objnr;
1584
1585                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1586                 if (objnr) {
1587                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1588                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1589                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1590                                realobj, size);
1591                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1592                 }
1593                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1594                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1595                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1596                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1597                                realobj, size);
1598                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1599                 }
1600         }
1601 }
1602 #endif
1603
1604 #if DEBUG
1605 /**
1606  * slab_destroy_objs - call the registered destructor for each object in
1607  *      a slab that is to be destroyed.
1608  */
1609 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1610 {
1611         int i;
1612         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1613                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1614
1615                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1616 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1617                         if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0
1618                             && OFF_SLAB(cachep))
1619                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1620                                                  cachep->buffer_size / PAGE_SIZE,
1621                                                  1);
1622                         else
1623                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1624 #else
1625                         check_poison_obj(cachep, objp);
1626 #endif
1627                 }
1628                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1629                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1630                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1631                                            "was overwritten");
1632                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1633                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1634                                            "was overwritten");
1635                 }
1636                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1637                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1638         }
1639 }
1640 #else
1641 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1642 {
1643         if (cachep->dtor) {
1644                 int i;
1645                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1646                         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1647                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1648                 }
1649         }
1650 }
1651 #endif
1652
1653 /**
1654  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1655  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.
1656  * The cache-lock is not held/needed.
1657  */
1658 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1659 {
1660         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1661
1662         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1663         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1664                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1665
1666                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1667                 slab_rcu->cachep = cachep;
1668                 slab_rcu->addr = addr;
1669                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1670         } else {
1671                 kmem_freepages(cachep, addr);
1672                 if (OFF_SLAB(cachep))
1673                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1674         }
1675 }
1676
1677 /* For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same
1678    as size of kmem_list3. */
1679 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1680 {
1681         int node;
1682
1683         for_each_online_node(node) {
1684                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1685                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1686                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1687                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1688         }
1689 }
1690
1691 /**
1692  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1693  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1694  * @size: size of objects to be created in this cache.
1695  * @align: required alignment for the objects.
1696  * @flags: slab allocation flags
1697  *
1698  * Also calculates the number of objects per slab.
1699  *
1700  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1701  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1702  * towards high-order requests, this should be changed.
1703  */
1704 static inline size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1705                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1706 {
1707         size_t left_over = 0;
1708         int gfporder;
1709
1710         for (gfporder = 0 ; gfporder <= MAX_GFP_ORDER; gfporder++) {
1711                 unsigned int num;
1712                 size_t remainder;
1713
1714                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1715                 if (!num)
1716                         continue;
1717
1718                 /* More than offslab_limit objects will cause problems */
1719                 if ((flags & CFLGS_OFF_SLAB) && num > offslab_limit)
1720                         break;
1721
1722                 /* Found something acceptable - save it away */
1723                 cachep->num = num;
1724                 cachep->gfporder = gfporder;
1725                 left_over = remainder;
1726
1727                 /*
1728                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1729                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1730                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1731                  */
1732                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1733                         break;
1734
1735                 /*
1736                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1737                  * currently bad for the gfp()s.
1738                  */
1739                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
1740                         break;
1741
1742                 /*
1743                  * Acceptable internal fragmentation?
1744                  */
1745                 if ((left_over * 8) <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1746                         break;
1747         }
1748         return left_over;
1749 }
1750
1751 static void setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep)
1752 {
1753         if (g_cpucache_up == FULL) {
1754                 enable_cpucache(cachep);
1755                 return;
1756         }
1757         if (g_cpucache_up == NONE) {
1758                 /*
1759                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
1760                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
1761                  * further caches will BUG().
1762                  */
1763                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
1764
1765                 /*
1766                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
1767                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
1768                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
1769                  */
1770                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1771                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1772                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1773                 else
1774                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1775         } else {
1776                 cachep->array[smp_processor_id()] =
1777                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1778
1779                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1780                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1781                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1782                 } else {
1783                         int node;
1784                         for_each_online_node(node) {
1785                                 cachep->nodelists[node] =
1786                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
1787                                                 GFP_KERNEL, node);
1788                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1789                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
1790                         }
1791                 }
1792         }
1793         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1794                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1795                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1796
1797         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1798         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1799         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1800         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1801         cachep->batchcount = 1;
1802         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1803 }
1804
1805 /**
1806  * kmem_cache_create - Create a cache.
1807  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1808  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1809  * @align: The required alignment for the objects.
1810  * @flags: SLAB flags
1811  * @ctor: A constructor for the objects.
1812  * @dtor: A destructor for the objects.
1813  *
1814  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1815  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1816  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1817  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1818  *
1819  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1820  * the module calling this has to destroy the cache before getting 
1821  * unloaded.
1822  * 
1823  * The flags are
1824  *
1825  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1826  * to catch references to uninitialised memory.
1827  *
1828  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1829  * for buffer overruns.
1830  *
1831  * %SLAB_NO_REAP - Don't automatically reap this cache when we're under
1832  * memory pressure.
1833  *
1834  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1835  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1836  * as davem.
1837  */
1838 struct kmem_cache *
1839 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1840         unsigned long flags, void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
1841         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
1842 {
1843         size_t left_over, slab_size, ralign;
1844         struct kmem_cache *cachep = NULL;
1845         struct list_head *p;
1846
1847         /*
1848          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1849          */
1850         if ((!name) ||
1851             in_interrupt() ||
1852             (size < BYTES_PER_WORD) ||
1853             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
1854                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n",
1855                        __FUNCTION__, name);
1856                 BUG();
1857         }
1858
1859         /*
1860          * Prevent CPUs from coming and going.
1861          * lock_cpu_hotplug() nests outside cache_chain_mutex
1862          */
1863         lock_cpu_hotplug();
1864
1865         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1866
1867         list_for_each(p, &cache_chain) {
1868                 struct kmem_cache *pc = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
1869                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
1870                 char tmp;
1871                 int res;
1872
1873                 /*
1874                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
1875                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
1876                  * area of the module.  Print a warning.
1877                  */
1878                 set_fs(KERNEL_DS);
1879                 res = __get_user(tmp, pc->name);
1880                 set_fs(old_fs);
1881                 if (res) {
1882                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
1883                                pc->buffer_size);
1884                         continue;
1885                 }
1886
1887                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
1888                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
1889                         dump_stack();
1890                         goto oops;
1891                 }
1892         }
1893
1894 #if DEBUG
1895         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1896         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1897                 /* No constructor, but inital state check requested */
1898                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1899                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1900                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1901         }
1902 #if FORCED_DEBUG
1903         /*
1904          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1905          * large objects, if the increased size would increase the object size
1906          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1907          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1908          */
1909         if ((size < 4096
1910              || fls(size - 1) == fls(size - 1 + 3 * BYTES_PER_WORD)))
1911                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
1912         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1913                 flags |= SLAB_POISON;
1914 #endif
1915         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1916                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
1917 #endif
1918         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1919                 BUG_ON(dtor);
1920
1921         /*
1922          * Always checks flags, a caller might be expecting debug
1923          * support which isn't available.
1924          */
1925         if (flags & ~CREATE_MASK)
1926                 BUG();
1927
1928         /* Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1929          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1930          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1931          */
1932         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
1933                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
1934                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
1935         }
1936
1937         /* calculate out the final buffer alignment: */
1938         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
1939         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1940                 /* Default alignment: as specified by the arch code.
1941                  * Except if an object is really small, then squeeze multiple
1942                  * objects into one cacheline.
1943                  */
1944                 ralign = cache_line_size();
1945                 while (size <= ralign / 2)
1946                         ralign /= 2;
1947         } else {
1948                 ralign = BYTES_PER_WORD;
1949         }
1950         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
1951         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
1952                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1953                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1954                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1955         }
1956         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
1957         if (ralign < align) {
1958                 ralign = align;
1959                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1960                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1961         }
1962         /* 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
1963          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
1964          */
1965         align = ralign;
1966
1967         /* Get cache's description obj. */
1968         cachep = kmem_cache_alloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
1969         if (!cachep)
1970                 goto oops;
1971         memset(cachep, 0, sizeof(struct kmem_cache));
1972
1973 #if DEBUG
1974         cachep->obj_size = size;
1975
1976         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1977                 /* redzoning only works with word aligned caches */
1978                 align = BYTES_PER_WORD;
1979
1980                 /* add space for red zone words */
1981                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
1982                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
1983         }
1984         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
1985                 /* user store requires word alignment and
1986                  * one word storage behind the end of the real
1987                  * object.
1988                  */
1989                 align = BYTES_PER_WORD;
1990                 size += BYTES_PER_WORD;
1991         }
1992 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
1993         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
1994             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
1995                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
1996                 size = PAGE_SIZE;
1997         }
1998 #endif
1999 #endif
2000
2001         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
2002         if (size >= (PAGE_SIZE >> 3))
2003                 /*
2004                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2005                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2006                  */
2007                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2008
2009         size = ALIGN(size, align);
2010
2011         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2012
2013         if (!cachep->num) {
2014                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2015                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2016                 cachep = NULL;
2017                 goto oops;
2018         }
2019         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2020                           + sizeof(struct slab), align);
2021
2022         /*
2023          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2024          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2025          */
2026         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2027                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2028                 left_over -= slab_size;
2029         }
2030
2031         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2032                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2033                 slab_size =
2034                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2035         }
2036
2037         cachep->colour_off = cache_line_size();
2038         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2039         if (cachep->colour_off < align)
2040                 cachep->colour_off = align;
2041         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2042         cachep->slab_size = slab_size;
2043         cachep->flags = flags;
2044         cachep->gfpflags = 0;
2045         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
2046                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2047         spin_lock_init(&cachep->spinlock);
2048         cachep->buffer_size = size;
2049
2050         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
2051                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2052         cachep->ctor = ctor;
2053         cachep->dtor = dtor;
2054         cachep->name = name;
2055
2056
2057         setup_cpu_cache(cachep);
2058
2059         /* cache setup completed, link it into the list */
2060         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2061       oops:
2062         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2063                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2064                       name);
2065         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2066         unlock_cpu_hotplug();
2067         return cachep;
2068 }
2069 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2070
2071 #if DEBUG
2072 static void check_irq_off(void)
2073 {
2074         BUG_ON(!irqs_disabled());
2075 }
2076
2077 static void check_irq_on(void)
2078 {
2079         BUG_ON(irqs_disabled());
2080 }
2081
2082 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2083 {
2084 #ifdef CONFIG_SMP
2085         check_irq_off();
2086         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2087 #endif
2088 }
2089
2090 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2091 {
2092 #ifdef CONFIG_SMP
2093         check_irq_off();
2094         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2095 #endif
2096 }
2097
2098 #else
2099 #define check_irq_off() do { } while(0)
2100 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2101 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2102 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2103 #endif
2104
2105 /*
2106  * Waits for all CPUs to execute func().
2107  */
2108 static void smp_call_function_all_cpus(void (*func)(void *arg), void *arg)
2109 {
2110         check_irq_on();
2111         preempt_disable();
2112
2113         local_irq_disable();
2114         func(arg);
2115         local_irq_enable();
2116
2117         if (smp_call_function(func, arg, 1, 1))
2118                 BUG();
2119
2120         preempt_enable();
2121 }
2122
2123 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
2124                                 int force, int node);
2125
2126 static void do_drain(void *arg)
2127 {
2128         struct kmem_cache *cachep = (struct kmem_cache *) arg;
2129         struct array_cache *ac;
2130         int node = numa_node_id();
2131
2132         check_irq_off();
2133         ac = cpu_cache_get(cachep);
2134         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2135         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2136         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2137         ac->avail = 0;
2138 }
2139
2140 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2141 {
2142         struct kmem_list3 *l3;
2143         int node;
2144
2145         smp_call_function_all_cpus(do_drain, cachep);
2146         check_irq_on();
2147         for_each_online_node(node) {
2148                 l3 = cachep->nodelists[node];
2149                 if (l3) {
2150                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2151                         drain_array_locked(cachep, l3->shared, 1, node);
2152                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2153                         if (l3->alien)
2154                                 drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2155                 }
2156         }
2157 }
2158
2159 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node)
2160 {
2161         struct slab *slabp;
2162         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[node];
2163         int ret;
2164
2165         for (;;) {
2166                 struct list_head *p;
2167
2168                 p = l3->slabs_free.prev;
2169                 if (p == &l3->slabs_free)
2170                         break;
2171
2172                 slabp = list_entry(l3->slabs_free.prev, struct slab, list);
2173 #if DEBUG
2174                 if (slabp->inuse)
2175                         BUG();
2176 #endif
2177                 list_del(&slabp->list);
2178
2179                 l3->free_objects -= cachep->num;
2180                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2181                 slab_destroy(cachep, slabp);
2182                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2183         }
2184         ret = !list_empty(&l3->slabs_full) || !list_empty(&l3->slabs_partial);
2185         return ret;
2186 }
2187
2188 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2189 {
2190         int ret = 0, i = 0;
2191         struct kmem_list3 *l3;
2192
2193         drain_cpu_caches(cachep);
2194
2195         check_irq_on();
2196         for_each_online_node(i) {
2197                 l3 = cachep->nodelists[i];
2198                 if (l3) {
2199                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2200                         ret += __node_shrink(cachep, i);
2201                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2202                 }
2203         }
2204         return (ret ? 1 : 0);
2205 }
2206
2207 /**
2208  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2209  * @cachep: The cache to shrink.
2210  *
2211  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2212  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2213  */
2214 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2215 {
2216         if (!cachep || in_interrupt())
2217                 BUG();
2218
2219         return __cache_shrink(cachep);
2220 }
2221 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2222
2223 /**
2224  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2225  * @cachep: the cache to destroy
2226  *
2227  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2228  * Returns 0 on success.
2229  *
2230  * It is expected this function will be called by a module when it is
2231  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2232  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2233  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2234  *
2235  * The cache must be empty before calling this function.
2236  *
2237  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2238  * during the kmem_cache_destroy().
2239  */
2240 int kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2241 {
2242         int i;
2243         struct kmem_list3 *l3;
2244
2245         if (!cachep || in_interrupt())
2246                 BUG();
2247
2248         /* Don't let CPUs to come and go */
2249         lock_cpu_hotplug();
2250
2251         /* Find the cache in the chain of caches. */
2252         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2253         /*
2254          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2255          */
2256         list_del(&cachep->next);
2257         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2258
2259         if (__cache_shrink(cachep)) {
2260                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2261                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2262                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2263                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2264                 unlock_cpu_hotplug();
2265                 return 1;
2266         }
2267
2268         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2269                 synchronize_rcu();
2270
2271         for_each_online_cpu(i)
2272             kfree(cachep->array[i]);
2273
2274         /* NUMA: free the list3 structures */
2275         for_each_online_node(i) {
2276                 if ((l3 = cachep->nodelists[i])) {
2277                         kfree(l3->shared);
2278                         free_alien_cache(l3->alien);
2279                         kfree(l3);
2280                 }
2281         }
2282         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2283
2284         unlock_cpu_hotplug();
2285
2286         return 0;
2287 }
2288 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2289
2290 /* Get the memory for a slab management obj. */
2291 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2292                                    int colour_off, gfp_t local_flags)
2293 {
2294         struct slab *slabp;
2295
2296         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2297                 /* Slab management obj is off-slab. */
2298                 slabp = kmem_cache_alloc(cachep->slabp_cache, local_flags);
2299                 if (!slabp)
2300                         return NULL;
2301         } else {
2302                 slabp = objp + colour_off;
2303                 colour_off += cachep->slab_size;
2304         }
2305         slabp->inuse = 0;
2306         slabp->colouroff = colour_off;
2307         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2308
2309         return slabp;
2310 }
2311
2312 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2313 {
2314         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2315 }
2316
2317 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2318                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2319 {
2320         int i;
2321
2322         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2323                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2324 #if DEBUG
2325                 /* need to poison the objs? */
2326                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2327                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2328                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2329                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2330
2331                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2332                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2333                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2334                 }
2335                 /*
2336                  * Constructors are not allowed to allocate memory from
2337                  * the same cache which they are a constructor for.
2338                  * Otherwise, deadlock. They must also be threaded.
2339                  */
2340                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2341                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2342                                      ctor_flags);
2343
2344                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2345                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2346                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2347                                            " end of an object");
2348                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2349                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2350                                            " start of an object");
2351                 }
2352                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)
2353                     && cachep->flags & SLAB_POISON)
2354                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2355                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2356 #else
2357                 if (cachep->ctor)
2358                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2359 #endif
2360                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2361         }
2362         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2363         slabp->free = 0;
2364 }
2365
2366 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2367 {
2368         if (flags & SLAB_DMA) {
2369                 if (!(cachep->gfpflags & GFP_DMA))
2370                         BUG();
2371         } else {
2372                 if (cachep->gfpflags & GFP_DMA)
2373                         BUG();
2374         }
2375 }
2376
2377 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp, int nodeid)
2378 {
2379         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2380         kmem_bufctl_t next;
2381
2382         slabp->inuse++;
2383         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2384 #if DEBUG
2385         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2386         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2387 #endif
2388         slabp->free = next;
2389
2390         return objp;
2391 }
2392
2393 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp, void *objp,
2394                           int nodeid)
2395 {
2396         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2397
2398 #if DEBUG
2399         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2400         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2401
2402         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] != BUFCTL_FREE) {
2403                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2404                        "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2405                 BUG();
2406         }
2407 #endif
2408         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2409         slabp->free = objnr;
2410         slabp->inuse--;
2411 }
2412
2413 static void set_slab_attr(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp, void *objp)
2414 {
2415         int i;
2416         struct page *page;
2417
2418         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
2419         i = 1 << cachep->gfporder;
2420         page = virt_to_page(objp);
2421         do {
2422                 page_set_cache(page, cachep);
2423                 page_set_slab(page, slabp);
2424                 page++;
2425         } while (--i);
2426 }
2427
2428 /*
2429  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2430  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2431  */
2432 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2433 {
2434         struct slab *slabp;
2435         void *objp;
2436         size_t offset;
2437         gfp_t local_flags;
2438         unsigned long ctor_flags;
2439         struct kmem_list3 *l3;
2440
2441         /* Be lazy and only check for valid flags here,
2442          * keeping it out of the critical path in kmem_cache_alloc().
2443          */
2444         if (flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW))
2445                 BUG();
2446         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2447                 return 0;
2448
2449         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2450         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2451         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2452                 /*
2453                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2454                  * this - it might need to know...
2455                  */
2456                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2457
2458         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2459         check_irq_off();
2460         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2461         spin_lock(&l3->list_lock);
2462
2463         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2464         offset = l3->colour_next;
2465         l3->colour_next++;
2466         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2467                 l3->colour_next = 0;
2468         spin_unlock(&l3->list_lock);
2469
2470         offset *= cachep->colour_off;
2471
2472         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2473                 local_irq_enable();
2474
2475         /*
2476          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2477          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2478          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2479          * will eventually be caught here (where it matters).
2480          */
2481         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2482
2483         /* Get mem for the objs.
2484          * Attempt to allocate a physical page from 'nodeid',
2485          */
2486         if (!(objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid)))
2487                 goto failed;
2488
2489         /* Get slab management. */
2490         if (!(slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags)))
2491                 goto opps1;
2492
2493         slabp->nodeid = nodeid;
2494         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
2495
2496         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2497
2498         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2499                 local_irq_disable();
2500         check_irq_off();
2501         spin_lock(&l3->list_lock);
2502
2503         /* Make slab active. */
2504         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2505         STATS_INC_GROWN(cachep);
2506         l3->free_objects += cachep->num;
2507         spin_unlock(&l3->list_lock);
2508         return 1;
2509       opps1:
2510         kmem_freepages(cachep, objp);
2511       failed:
2512         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2513                 local_irq_disable();
2514         return 0;
2515 }
2516
2517 #if DEBUG
2518
2519 /*
2520  * Perform extra freeing checks:
2521  * - detect bad pointers.
2522  * - POISON/RED_ZONE checking
2523  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2524  */
2525 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2526 {
2527         struct page *page;
2528
2529         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2530                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2531                        (unsigned long)objp);
2532                 BUG();
2533         }
2534         page = virt_to_page(objp);
2535         if (!PageSlab(page)) {
2536                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2537                        (unsigned long)objp);
2538                 BUG();
2539         }
2540 }
2541
2542 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2543                                    void *caller)
2544 {
2545         struct page *page;
2546         unsigned int objnr;
2547         struct slab *slabp;
2548
2549         objp -= obj_offset(cachep);
2550         kfree_debugcheck(objp);
2551         page = virt_to_page(objp);
2552
2553         if (page_get_cache(page) != cachep) {
2554                 printk(KERN_ERR
2555                        "mismatch in kmem_cache_free: expected cache %p, got %p\n",
2556                        page_get_cache(page), cachep);
2557                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
2558                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", page_get_cache(page),
2559                        page_get_cache(page)->name);
2560                 WARN_ON(1);
2561         }
2562         slabp = page_get_slab(page);
2563
2564         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2565                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE
2566                     || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
2567                         slab_error(cachep,
2568                                    "double free, or memory outside"
2569                                    " object was overwritten");
2570                         printk(KERN_ERR
2571                                "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2572                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2573                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2574                 }
2575                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2576                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2577         }
2578         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2579                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2580
2581         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2582
2583         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2584         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2585
2586         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2587                 /* Need to call the slab's constructor so the
2588                  * caller can perform a verify of its state (debugging).
2589                  * Called without the cache-lock held.
2590                  */
2591                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2592                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2593         }
2594         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2595                 /* we want to cache poison the object,
2596                  * call the destruction callback
2597                  */
2598                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2599         }
2600         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2601 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2602                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2603                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2604                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2605                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2606                 } else {
2607                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2608                 }
2609 #else
2610                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2611 #endif
2612         }
2613         return objp;
2614 }
2615
2616 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2617 {
2618         kmem_bufctl_t i;
2619         int entries = 0;
2620
2621         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2622         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2623                 entries++;
2624                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2625                         goto bad;
2626         }
2627         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2628               bad:
2629                 printk(KERN_ERR
2630                        "slab: Internal list corruption detected in cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2631                        cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2632                 for (i = 0;
2633                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2634                      i++) {
2635                         if ((i % 16) == 0)
2636                                 printk("\n%03x:", i);
2637                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2638                 }
2639                 printk("\n");
2640                 BUG();
2641         }
2642 }
2643 #else
2644 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2645 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2646 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2647 #endif
2648
2649 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2650 {
2651         int batchcount;
2652         struct kmem_list3 *l3;
2653         struct array_cache *ac;
2654
2655         check_irq_off();
2656         ac = cpu_cache_get(cachep);
2657       retry:
2658         batchcount = ac->batchcount;
2659         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2660                 /* if there was little recent activity on this
2661                  * cache, then perform only a partial refill.
2662                  * Otherwise we could generate refill bouncing.
2663                  */
2664                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2665         }
2666         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2667
2668         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2669         spin_lock(&l3->list_lock);
2670
2671         if (l3->shared) {
2672                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2673                 if (shared_array->avail) {
2674                         if (batchcount > shared_array->avail)
2675                                 batchcount = shared_array->avail;
2676                         shared_array->avail -= batchcount;
2677                         ac->avail = batchcount;
2678                         memcpy(ac->entry,
2679                                &(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2680                                sizeof(void *) * batchcount);
2681                         shared_array->touched = 1;
2682                         goto alloc_done;
2683                 }
2684         }
2685         while (batchcount > 0) {
2686                 struct list_head *entry;
2687                 struct slab *slabp;
2688                 /* Get slab alloc is to come from. */
2689                 entry = l3->slabs_partial.next;
2690                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2691                         l3->free_touched = 1;
2692                         entry = l3->slabs_free.next;
2693                         if (entry == &l3->slabs_free)
2694                                 goto must_grow;
2695                 }
2696
2697                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2698                 check_slabp(cachep, slabp);
2699                 check_spinlock_acquired(cachep);
2700                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2701                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2702                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2703                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2704
2705                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2706                                                             numa_node_id());
2707                 }
2708                 check_slabp(cachep, slabp);
2709
2710                 /* move slabp to correct slabp list: */
2711                 list_del(&slabp->list);
2712                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2713                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2714                 else
2715                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2716         }
2717
2718       must_grow:
2719         l3->free_objects -= ac->avail;
2720       alloc_done:
2721         spin_unlock(&l3->list_lock);
2722
2723         if (unlikely(!ac->avail)) {
2724                 int x;
2725                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2726
2727                 // cache_grow can reenable interrupts, then ac could change.
2728                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2729                 if (!x && ac->avail == 0)       // no objects in sight? abort
2730                         return NULL;
2731
2732                 if (!ac->avail) // objects refilled by interrupt?
2733                         goto retry;
2734         }
2735         ac->touched = 1;
2736         return ac->entry[--ac->avail];
2737 }
2738
2739 static inline void
2740 cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2741 {
2742         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2743 #if DEBUG
2744         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2745 #endif
2746 }
2747
2748 #if DEBUG
2749 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2750                                         void *objp, void *caller)
2751 {
2752         if (!objp)
2753                 return objp;
2754         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2755 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2756                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2757                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2758                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2759                 else
2760                         check_poison_obj(cachep, objp);
2761 #else
2762                 check_poison_obj(cachep, objp);
2763 #endif
2764                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2765         }
2766         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2767                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2768
2769         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2770                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE
2771                     || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2772                         slab_error(cachep,
2773                                    "double free, or memory outside"
2774                                    " object was overwritten");
2775                         printk(KERN_ERR
2776                                "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2777                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2778                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2779                 }
2780                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2781                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2782         }
2783         objp += obj_offset(cachep);
2784         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2785                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2786
2787                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2788                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2789
2790                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2791         }
2792         return objp;
2793 }
2794 #else
2795 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2796 #endif
2797
2798 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2799 {
2800         void *objp;
2801         struct array_cache *ac;
2802
2803 #ifdef CONFIG_NUMA
2804         if (unlikely(current->mempolicy && !in_interrupt())) {
2805                 int nid = slab_node(current->mempolicy);
2806
2807                 if (nid != numa_node_id())
2808                         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid);
2809         }
2810 #endif
2811
2812         check_irq_off();
2813         ac = cpu_cache_get(cachep);
2814         if (likely(ac->avail)) {
2815                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2816                 ac->touched = 1;
2817                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2818         } else {
2819                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2820                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2821         }
2822         return objp;
2823 }
2824
2825 static __always_inline void *
2826 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
2827 {
2828         unsigned long save_flags;
2829         void *objp;
2830
2831         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2832
2833         local_irq_save(save_flags);
2834         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
2835         local_irq_restore(save_flags);
2836         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
2837                                             caller);
2838         prefetchw(objp);
2839         return objp;
2840 }
2841
2842 #ifdef CONFIG_NUMA
2843 /*
2844  * A interface to enable slab creation on nodeid
2845  */
2846 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2847 {
2848         struct list_head *entry;
2849         struct slab *slabp;
2850         struct kmem_list3 *l3;
2851         void *obj;
2852         int x;
2853
2854         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2855         BUG_ON(!l3);
2856
2857       retry:
2858         check_irq_off();
2859         spin_lock(&l3->list_lock);
2860         entry = l3->slabs_partial.next;
2861         if (entry == &l3->slabs_partial) {
2862                 l3->free_touched = 1;
2863                 entry = l3->slabs_free.next;
2864                 if (entry == &l3->slabs_free)
2865                         goto must_grow;
2866         }
2867
2868         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2869         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
2870         check_slabp(cachep, slabp);
2871
2872         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
2873         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2874         STATS_SET_HIGH(cachep);
2875
2876         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
2877
2878         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
2879         check_slabp(cachep, slabp);
2880         l3->free_objects--;
2881         /* move slabp to correct slabp list: */
2882         list_del(&slabp->list);
2883
2884         if (slabp->free == BUFCTL_END) {
2885                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2886         } else {
2887                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2888         }
2889
2890         spin_unlock(&l3->list_lock);
2891         goto done;
2892
2893       must_grow:
2894         spin_unlock(&l3->list_lock);
2895         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
2896
2897         if (!x)
2898                 return NULL;
2899
2900         goto retry;
2901       done:
2902         return obj;
2903 }
2904 #endif
2905
2906 /*
2907  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
2908  */
2909 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
2910                        int node)
2911 {
2912         int i;
2913         struct kmem_list3 *l3;
2914
2915         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
2916                 void *objp = objpp[i];
2917                 struct slab *slabp;
2918
2919                 slabp = virt_to_slab(objp);
2920                 l3 = cachep->nodelists[node];
2921                 list_del(&slabp->list);
2922                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
2923                 check_slabp(cachep, slabp);
2924                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
2925                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
2926                 l3->free_objects++;
2927                 check_slabp(cachep, slabp);
2928
2929                 /* fixup slab chains */
2930                 if (slabp->inuse == 0) {
2931                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
2932                                 l3->free_objects -= cachep->num;
2933                                 slab_destroy(cachep, slabp);
2934                         } else {
2935                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
2936                         }
2937                 } else {
2938                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
2939                          * partial list on free - maximum time for the
2940                          * other objects to be freed, too.
2941                          */
2942                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2943                 }
2944         }
2945 }
2946
2947 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
2948 {
2949         int batchcount;
2950         struct kmem_list3 *l3;
2951         int node = numa_node_id();
2952
2953         batchcount = ac->batchcount;
2954 #if DEBUG
2955         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
2956 #endif
2957         check_irq_off();
2958         l3 = cachep->nodelists[node];
2959         spin_lock(&l3->list_lock);
2960         if (l3->shared) {
2961                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2962                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
2963                 if (max) {
2964                         if (batchcount > max)
2965                                 batchcount = max;
2966                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2967                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
2968                         shared_array->avail += batchcount;
2969                         goto free_done;
2970                 }
2971         }
2972
2973         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
2974       free_done:
2975 #if STATS
2976         {
2977                 int i = 0;
2978                 struct list_head *p;
2979
2980                 p = l3->slabs_free.next;
2981                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
2982                         struct slab *slabp;
2983
2984                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2985                         BUG_ON(slabp->inuse);
2986
2987                         i++;
2988                         p = p->next;
2989                 }
2990                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
2991         }
2992 #endif
2993         spin_unlock(&l3->list_lock);
2994         ac->avail -= batchcount;
2995         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]),
2996                 sizeof(void *) * ac->avail);
2997 }
2998
2999 /*
3000  * __cache_free
3001  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed
3002  * state, it must be in this state _before_ it is released.
3003  *
3004  * Called with disabled ints.
3005  */
3006 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3007 {
3008         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3009
3010         check_irq_off();
3011         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3012
3013         /* Make sure we are not freeing a object from another
3014          * node to the array cache on this cpu.
3015          */
3016 #ifdef CONFIG_NUMA
3017         {
3018                 struct slab *slabp;
3019                 slabp = virt_to_slab(objp);
3020                 if (unlikely(slabp->nodeid != numa_node_id())) {
3021                         struct array_cache *alien = NULL;
3022                         int nodeid = slabp->nodeid;
3023                         struct kmem_list3 *l3 =
3024                             cachep->nodelists[numa_node_id()];
3025
3026                         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
3027                         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
3028                                 alien = l3->alien[nodeid];
3029                                 spin_lock(&alien->lock);
3030                                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit))
3031                                         __drain_alien_cache(cachep,
3032                                                             alien, nodeid);
3033                                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
3034                                 spin_unlock(&alien->lock);
3035                         } else {
3036                                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
3037                                           list_lock);
3038                                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
3039                                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
3040                                             list_lock);
3041                         }
3042                         return;
3043                 }
3044         }
3045 #endif
3046         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3047                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3048                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3049                 return;
3050         } else {
3051                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3052                 cache_flusharray(cachep, ac);
3053                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
3054         }
3055 }
3056
3057 /**
3058  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3059  * @cachep: The cache to allocate from.
3060  * @flags: See kmalloc().
3061  *
3062  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3063  * if the cache has no available objects.
3064  */
3065 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3066 {
3067         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3068 }
3069 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3070
3071 /**
3072  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
3073  *      be a slab entry.
3074  * @cachep: the cache we're checking against
3075  * @ptr: pointer to validate
3076  *
3077  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
3078  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
3079  * part of the slab cache in question, but it at least
3080  * validates that the pointer can be dereferenced and
3081  * looks half-way sane.
3082  *
3083  * Currently only used for dentry validation.
3084  */
3085 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
3086 {
3087         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
3088         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
3089         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
3090         unsigned long size = cachep->buffer_size;
3091         struct page *page;
3092
3093         if (unlikely(addr < min_addr))
3094                 goto out;
3095         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
3096                 goto out;
3097         if (unlikely(addr & align_mask))
3098                 goto out;
3099         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
3100                 goto out;
3101         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
3102                 goto out;
3103         page = virt_to_page(ptr);
3104         if (unlikely(!PageSlab(page)))
3105                 goto out;
3106         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
3107                 goto out;
3108         return 1;
3109       out:
3110         return 0;
3111 }
3112
3113 #ifdef CONFIG_NUMA
3114 /**
3115  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3116  * @cachep: The cache to allocate from.
3117  * @flags: See kmalloc().
3118  * @nodeid: node number of the target node.
3119  *
3120  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
3121  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
3122  * can improve the performance for cpu bound structures.
3123  * New and improved: it will now make sure that the object gets
3124  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
3125  */
3126 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3127 {
3128         unsigned long save_flags;
3129         void *ptr;
3130
3131         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3132         local_irq_save(save_flags);
3133
3134         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3135             !cachep->nodelists[nodeid])
3136                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3137         else
3138                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3139         local_irq_restore(save_flags);
3140
3141         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3142                                            __builtin_return_address(0));
3143
3144         return ptr;
3145 }
3146 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3147
3148 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3149 {
3150         struct kmem_cache *cachep;
3151
3152         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3153         if (unlikely(cachep == NULL))
3154                 return NULL;
3155         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3156 }
3157 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
3158 #endif
3159
3160 /**
3161  * kmalloc - allocate memory
3162  * @size: how many bytes of memory are required.
3163  * @flags: the type of memory to allocate.
3164  *
3165  * kmalloc is the normal method of allocating memory
3166  * in the kernel.
3167  *
3168  * The @flags argument may be one of:
3169  *
3170  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
3171  *
3172  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
3173  *
3174  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
3175  *
3176  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
3177  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
3178  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
3179  * from the first 16MB.
3180  */
3181 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3182                                           void *caller)
3183 {
3184         struct kmem_cache *cachep;
3185
3186         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3187          * __ with kmem_.
3188          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3189          * functions.
3190          */
3191         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3192         if (unlikely(cachep == NULL))
3193                 return NULL;
3194         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3195 }
3196
3197 #ifndef CONFIG_DEBUG_SLAB
3198
3199 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3200 {
3201         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3202 }
3203 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3204
3205 #else
3206
3207 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3208 {
3209         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3210 }
3211 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3212
3213 #endif
3214
3215 #ifdef CONFIG_SMP
3216 /**
3217  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
3218  * cpu in the system, zeroing them.
3219  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
3220  *
3221  * @size: how many bytes of memory are required.
3222  */
3223 void *__alloc_percpu(size_t size)
3224 {
3225         int i;
3226         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof(*pdata), GFP_KERNEL);
3227
3228         if (!pdata)
3229                 return NULL;
3230
3231         /*
3232          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
3233          * and we have no way of figuring out how to fix the array
3234          * that we have allocated then....
3235          */
3236         for_each_cpu(i) {
3237                 int node = cpu_to_node(i);
3238
3239                 if (node_online(node))
3240                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
3241                 else
3242                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
3243
3244                 if (!pdata->ptrs[i])
3245                         goto unwind_oom;
3246                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
3247         }
3248
3249         /* Catch derefs w/o wrappers */
3250         return (void *)(~(unsigned long)pdata);
3251
3252       unwind_oom:
3253         while (--i >= 0) {
3254                 if (!cpu_possible(i))
3255                         continue;
3256                 kfree(pdata->ptrs[i]);
3257         }
3258         kfree(pdata);
3259         return NULL;
3260 }
3261 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
3262 #endif
3263
3264 /**
3265  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3266  * @cachep: The cache the allocation was from.
3267  * @objp: The previously allocated object.
3268  *
3269  * Free an object which was previously allocated from this
3270  * cache.
3271  */
3272 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3273 {
3274         unsigned long flags;
3275
3276         local_irq_save(flags);
3277         __cache_free(cachep, objp);
3278         local_irq_restore(flags);
3279 }
3280 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3281
3282 /**
3283  * kfree - free previously allocated memory
3284  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3285  *
3286  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3287  *
3288  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3289  * or you will run into trouble.
3290  */
3291 void kfree(const void *objp)
3292 {
3293         struct kmem_cache *c;
3294         unsigned long flags;
3295
3296         if (unlikely(!objp))
3297                 return;
3298         local_irq_save(flags);
3299         kfree_debugcheck(objp);
3300         c = virt_to_cache(objp);
3301         mutex_debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3302         __cache_free(c, (void *)objp);
3303         local_irq_restore(flags);
3304 }
3305 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3306
3307 #ifdef CONFIG_SMP
3308 /**
3309  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3310  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3311  *
3312  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3313  * The complemented objp is to check for that.
3314  */
3315 void free_percpu(const void *objp)
3316 {
3317         int i;
3318         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *)(~(unsigned long)objp);
3319
3320         /*
3321          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3322          */
3323         for_each_cpu(i)
3324             kfree(p->ptrs[i]);
3325         kfree(p);
3326 }
3327 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3328 #endif
3329
3330 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3331 {
3332         return obj_size(cachep);
3333 }
3334 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3335
3336 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3337 {
3338         return cachep->name;
3339 }
3340 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3341
3342 /*
3343  * This initializes kmem_list3 for all nodes.
3344  */
3345 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3346 {
3347         int node;
3348         struct kmem_list3 *l3;
3349         int err = 0;
3350
3351         for_each_online_node(node) {
3352                 struct array_cache *nc = NULL, *new;
3353                 struct array_cache **new_alien = NULL;
3354 #ifdef CONFIG_NUMA
3355                 if (!(new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit)))
3356                         goto fail;
3357 #endif
3358                 if (!(new = alloc_arraycache(node, (cachep->shared *
3359                                                     cachep->batchcount),
3360                                              0xbaadf00d)))
3361                         goto fail;
3362                 if ((l3 = cachep->nodelists[node])) {
3363
3364                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3365
3366                         if ((nc = cachep->nodelists[node]->shared))
3367                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
3368
3369                         l3->shared = new;
3370                         if (!cachep->nodelists[node]->alien) {
3371                                 l3->alien = new_alien;
3372                                 new_alien = NULL;
3373                         }
3374                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3375                             cachep->batchcount + cachep->num;
3376                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3377                         kfree(nc);
3378                         free_alien_cache(new_alien);
3379                         continue;
3380                 }
3381                 if (!(l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
3382                                         GFP_KERNEL, node)))
3383                         goto fail;
3384
3385                 kmem_list3_init(l3);
3386                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3387                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3388                 l3->shared = new;
3389                 l3->alien = new_alien;
3390                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3391                     cachep->batchcount + cachep->num;
3392                 cachep->nodelists[node] = l3;
3393         }
3394         return err;
3395       fail:
3396         err = -ENOMEM;
3397         return err;
3398 }
3399
3400 struct ccupdate_struct {
3401         struct kmem_cache *cachep;
3402         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3403 };
3404
3405 static void do_ccupdate_local(void *info)
3406 {
3407         struct ccupdate_struct *new = (struct ccupdate_struct *)info;
3408         struct array_cache *old;
3409
3410         check_irq_off();
3411         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3412
3413         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3414         new->new[smp_processor_id()] = old;
3415 }
3416
3417 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit, int batchcount,
3418                             int shared)
3419 {
3420         struct ccupdate_struct new;
3421         int i, err;
3422
3423         memset(&new.new, 0, sizeof(new.new));
3424         for_each_online_cpu(i) {
3425                 new.new[i] =
3426                     alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit, batchcount);
3427                 if (!new.new[i]) {
3428                         for (i--; i >= 0; i--)
3429                                 kfree(new.new[i]);
3430                         return -ENOMEM;
3431                 }
3432         }
3433         new.cachep = cachep;
3434
3435         smp_call_function_all_cpus(do_ccupdate_local, (void *)&new);
3436
3437         check_irq_on();
3438         spin_lock(&cachep->spinlock);
3439         cachep->batchcount = batchcount;
3440         cachep->limit = limit;
3441         cachep->shared = shared;
3442         spin_unlock(&cachep->spinlock);
3443
3444         for_each_online_cpu(i) {
3445                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3446                 if (!ccold)
3447                         continue;
3448                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3449                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3450                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3451                 kfree(ccold);
3452         }
3453
3454         err = alloc_kmemlist(cachep);
3455         if (err) {
3456                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3457                        cachep->name, -err);
3458                 BUG();
3459         }
3460         return 0;
3461 }
3462
3463 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3464 {
3465         int err;
3466         int limit, shared;
3467
3468         /* The head array serves three purposes:
3469          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3470          * - reduce the number of spinlock operations.
3471          * - reduce the number of linked list operations on the slab and 
3472          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3473          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3474          * Bonwick.
3475          */
3476         if (cachep->buffer_size > 131072)
3477                 limit = 1;
3478         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3479                 limit = 8;
3480         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3481                 limit = 24;
3482         else if (cachep->buffer_size > 256)
3483                 limit = 54;
3484         else
3485                 limit = 120;
3486
3487         /* Cpu bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3488          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3489          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3490          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3491          * replaces Bonwick's magazine layer.
3492          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3493          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3494          */
3495         shared = 0;
3496 #ifdef CONFIG_SMP
3497         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3498                 shared = 8;
3499 #endif
3500
3501 #if DEBUG
3502         /* With debugging enabled, large batchcount lead to excessively
3503          * long periods with disabled local interrupts. Limit the 
3504          * batchcount
3505          */
3506         if (limit > 32)
3507                 limit = 32;
3508 #endif
3509         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3510         if (err)
3511                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3512                        cachep->name, -err);
3513 }
3514
3515 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
3516                                 int force, int node)
3517 {
3518         int tofree;
3519
3520         check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3521         if (ac->touched && !force) {
3522                 ac->touched = 0;
3523         } else if (ac->avail) {
3524                 tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3525                 if (tofree > ac->avail) {
3526                         tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3527                 }
3528                 free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3529                 ac->avail -= tofree;
3530                 memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3531                         sizeof(void *) * ac->avail);
3532         }
3533 }
3534
3535 /**
3536  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3537  * @unused: unused parameter
3538  *
3539  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3540  * Purpose:
3541  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3542  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3543  *
3544  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll
3545  * try again on the next iteration.
3546  */
3547 static void cache_reap(void *unused)
3548 {
3549         struct list_head *walk;
3550         struct kmem_list3 *l3;
3551
3552         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3553                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3554                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3555                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3556                 return;
3557         }
3558
3559         list_for_each(walk, &cache_chain) {
3560                 struct kmem_cache *searchp;
3561                 struct list_head *p;
3562                 int tofree;
3563                 struct slab *slabp;
3564
3565                 searchp = list_entry(walk, struct kmem_cache, next);
3566
3567                 if (searchp->flags & SLAB_NO_REAP)
3568                         goto next;
3569
3570                 check_irq_on();
3571
3572                 l3 = searchp->nodelists[numa_node_id()];
3573                 reap_alien(searchp, l3);
3574                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3575
3576                 drain_array_locked(searchp, cpu_cache_get(searchp), 0,
3577                                    numa_node_id());
3578
3579                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3580                         goto next_unlock;
3581
3582                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3583
3584                 if (l3->shared)
3585                         drain_array_locked(searchp, l3->shared, 0,
3586                                            numa_node_id());
3587
3588                 if (l3->free_touched) {
3589                         l3->free_touched = 0;
3590                         goto next_unlock;
3591                 }
3592
3593                 tofree =
3594                     (l3->free_limit + 5 * searchp->num -
3595                      1) / (5 * searchp->num);
3596                 do {
3597                         p = l3->slabs_free.next;
3598                         if (p == &(l3->slabs_free))
3599                                 break;
3600
3601                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3602                         BUG_ON(slabp->inuse);
3603                         list_del(&slabp->list);
3604                         STATS_INC_REAPED(searchp);
3605
3606                         /* Safe to drop the lock. The slab is no longer
3607                          * linked to the cache.
3608                          * searchp cannot disappear, we hold
3609                          * cache_chain_lock
3610                          */
3611                         l3->free_objects -= searchp->num;
3612                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3613                         slab_destroy(searchp, slabp);
3614                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3615                 } while (--tofree > 0);
3616               next_unlock:
3617                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3618               next:
3619                 cond_resched();
3620         }
3621         check_irq_on();
3622         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3623         next_reap_node();
3624         /* Setup the next iteration */
3625         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3626 }
3627
3628 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3629
3630 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3631 {
3632         /*
3633          * Output format version, so at least we can change it
3634          * without _too_ many complaints.
3635          */
3636 #if STATS
3637         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3638 #else
3639         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3640 #endif
3641         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3642                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3643         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3644         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3645 #if STATS
3646         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3647                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees>");
3648         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3649 #endif
3650         seq_putc(m, '\n');
3651 }
3652
3653 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3654 {
3655         loff_t n = *pos;
3656         struct list_head *p;
3657
3658         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3659         if (!n)
3660                 print_slabinfo_header(m);
3661         p = cache_chain.next;
3662         while (n--) {
3663                 p = p->next;
3664                 if (p == &cache_chain)
3665                         return NULL;
3666         }
3667         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3668 }
3669
3670 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3671 {
3672         struct kmem_cache *cachep = p;
3673         ++*pos;
3674         return cachep->next.next == &cache_chain ? NULL
3675             : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3676 }
3677
3678 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3679 {
3680         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3681 }
3682
3683 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3684 {
3685         struct kmem_cache *cachep = p;
3686         struct list_head *q;
3687         struct slab *slabp;
3688         unsigned long active_objs;
3689         unsigned long num_objs;
3690         unsigned long active_slabs = 0;
3691         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3692         const char *name;
3693         char *error = NULL;
3694         int node;
3695         struct kmem_list3 *l3;
3696
3697         spin_lock(&cachep->spinlock);
3698         active_objs = 0;
3699         num_slabs = 0;
3700         for_each_online_node(node) {
3701                 l3 = cachep->nodelists[node];
3702                 if (!l3)
3703                         continue;
3704
3705                 check_irq_on();
3706                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3707
3708                 list_for_each(q, &l3->slabs_full) {
3709                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3710                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3711                                 error = "slabs_full accounting error";
3712                         active_objs += cachep->num;
3713                         active_slabs++;
3714                 }
3715                 list_for_each(q, &l3->slabs_partial) {
3716                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3717                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3718                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3719                         if (!slabp->inuse && !error)
3720                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3721                         active_objs += slabp->inuse;
3722                         active_slabs++;
3723                 }
3724                 list_for_each(q, &l3->slabs_free) {
3725                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3726                         if (slabp->inuse && !error)
3727                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3728                         num_slabs++;
3729                 }
3730                 free_objects += l3->free_objects;
3731                 if (l3->shared)
3732                         shared_avail += l3->shared->avail;
3733
3734                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3735         }
3736         num_slabs += active_slabs;
3737         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3738         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3739                 error = "free_objects accounting error";
3740
3741         name = cachep->name;
3742         if (error)
3743                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3744
3745         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3746                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3747                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3748         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3749                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3750         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3751                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3752 #if STATS
3753         {                       /* list3 stats */
3754                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3755                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3756                 unsigned long grown = cachep->grown;
3757                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3758                 unsigned long errors = cachep->errors;
3759                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3760                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3761                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3762
3763                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3764                                 %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown, reaped, errors, max_freeable, node_allocs, node_frees);
3765         }
3766         /* cpu stats */
3767         {
3768                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3769                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3770                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3771                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3772
3773                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3774                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3775         }
3776 #endif
3777         seq_putc(m, '\n');
3778         spin_unlock(&cachep->spinlock);
3779         return 0;
3780 }
3781
3782 /*
3783  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3784  *
3785  * Output layout:
3786  * cache-name
3787  * num-active-objs
3788  * total-objs
3789  * object size
3790  * num-active-slabs
3791  * total-slabs
3792  * num-pages-per-slab
3793  * + further values on SMP and with statistics enabled
3794  */
3795
3796 struct seq_operations slabinfo_op = {
3797         .start = s_start,
3798         .next = s_next,
3799         .stop = s_stop,
3800         .show = s_show,
3801 };
3802
3803 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3804 /**
3805  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3806  * @file: unused
3807  * @buffer: user buffer
3808  * @count: data length
3809  * @ppos: unused
3810  */
3811 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
3812                        size_t count, loff_t *ppos)
3813 {
3814         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
3815         int limit, batchcount, shared, res;
3816         struct list_head *p;
3817
3818         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3819                 return -EINVAL;
3820         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3821                 return -EFAULT;
3822         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
3823
3824         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3825         if (!tmp)
3826                 return -EINVAL;
3827         *tmp = '\0';
3828         tmp++;
3829         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3830                 return -EINVAL;
3831
3832         /* Find the cache in the chain of caches. */
3833         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3834         res = -EINVAL;
3835         list_for_each(p, &cache_chain) {
3836                 struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache,
3837                                                        next);
3838
3839                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3840                         if (limit < 1 ||
3841                             batchcount < 1 ||
3842                             batchcount > limit || shared < 0) {
3843                                 res = 0;
3844                         } else {
3845                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
3846                                                        batchcount, shared);
3847                         }
3848                         break;
3849                 }
3850         }
3851         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3852         if (res >= 0)
3853                 res = count;
3854         return res;
3855 }
3856 #endif
3857
3858 /**
3859  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
3860  * @objp: Pointer to the object
3861  *
3862  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
3863  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
3864  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
3865  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
3866  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
3867  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
3868  * must not be freed during the duration of the call.
3869  */
3870 unsigned int ksize(const void *objp)
3871 {
3872         if (unlikely(objp == NULL))
3873                 return 0;
3874
3875         return obj_size(virt_to_cache(objp));
3876 }