[PATCH] slab: have index_of bug at compile time
[pandora-kernel.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts - 
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in kmem_cache_t and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the 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         kmem_cache_t *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         spinlock_t list_lock;
298         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
299         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
300 };
301
302 /*
303  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
304  */
305 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
306 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
307 #define CACHE_CACHE 0
308 #define SIZE_AC 1
309 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
310
311 /*
312  * This function must be completely optimized away if
313  * a constant is passed to it. Mostly the same as
314  * what is in linux/slab.h except it returns an
315  * index.
316  */
317 static __always_inline int index_of(const size_t size)
318 {
319         extern void __bad_size(void);
320
321         if (__builtin_constant_p(size)) {
322                 int i = 0;
323
324 #define CACHE(x) \
325         if (size <=x) \
326                 return i; \
327         else \
328                 i++;
329 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
330 #undef CACHE
331                 __bad_size();
332         } else
333                 __bad_size();
334         return 0;
335 }
336
337 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
338 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
339
340 static inline void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
341 {
342         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
343         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
344         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
345         parent->shared = NULL;
346         parent->alien = NULL;
347         spin_lock_init(&parent->list_lock);
348         parent->free_objects = 0;
349         parent->free_touched = 0;
350 }
351
352 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)  \
353         do {    \
354                 INIT_LIST_HEAD(listp);          \
355                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
356         } while (0)
357
358 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                     \
359         do {                                    \
360         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
361         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
362         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
363         } while (0)
364
365 /*
366  * kmem_cache_t
367  *
368  * manages a cache.
369  */
370
371 struct kmem_cache {
372 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
373         struct array_cache *array[NR_CPUS];
374         unsigned int batchcount;
375         unsigned int limit;
376         unsigned int shared;
377         unsigned int buffer_size;
378 /* 2) touched by every alloc & free from the backend */
379         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
380         unsigned int flags;     /* constant flags */
381         unsigned int num;       /* # of objs per slab */
382         spinlock_t spinlock;
383
384 /* 3) cache_grow/shrink */
385         /* order of pgs per slab (2^n) */
386         unsigned int gfporder;
387
388         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
389         gfp_t gfpflags;
390
391         size_t colour;          /* cache colouring range */
392         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
393         unsigned int colour_next;       /* cache colouring */
394         kmem_cache_t *slabp_cache;
395         unsigned int slab_size;
396         unsigned int dflags;    /* dynamic flags */
397
398         /* constructor func */
399         void (*ctor) (void *, kmem_cache_t *, unsigned long);
400
401         /* de-constructor func */
402         void (*dtor) (void *, kmem_cache_t *, unsigned long);
403
404 /* 4) cache creation/removal */
405         const char *name;
406         struct list_head next;
407
408 /* 5) statistics */
409 #if STATS
410         unsigned long num_active;
411         unsigned long num_allocations;
412         unsigned long high_mark;
413         unsigned long grown;
414         unsigned long reaped;
415         unsigned long errors;
416         unsigned long max_freeable;
417         unsigned long node_allocs;
418         unsigned long node_frees;
419         atomic_t allochit;
420         atomic_t allocmiss;
421         atomic_t freehit;
422         atomic_t freemiss;
423 #endif
424 #if DEBUG
425         /*
426          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
427          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
428          * object size including these internal fields, the following two
429          * variables contain the offset to the user object and its size.
430          */
431         int obj_offset;
432         int obj_size;
433 #endif
434 };
435
436 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
437 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
438
439 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
440 /* Optimization question: fewer reaps means less 
441  * probability for unnessary cpucache drain/refill cycles.
442  *
443  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
444  * which could lock up otherwise freeable slabs.
445  */
446 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
447 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
448
449 #if STATS
450 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
451 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
452 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
453 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
454 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
455 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { if ((x)->num_active > (x)->high_mark) \
456                                         (x)->high_mark = (x)->num_active; \
457                                 } while (0)
458 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
459 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
460 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
461 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
462                                 do { if ((x)->max_freeable < i) \
463                                         (x)->max_freeable = i; \
464                                 } while (0)
465
466 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
467 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
468 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
469 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
470 #else
471 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
472 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
473 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
474 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
475 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
476 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
477 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
478 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
479 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
480 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
481                                 do { } while (0)
482
483 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
484 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
485 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
486 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
487 #endif
488
489 #if DEBUG
490 /* Magic nums for obj red zoning.
491  * Placed in the first word before and the first word after an obj.
492  */
493 #define RED_INACTIVE    0x5A2CF071UL    /* when obj is inactive */
494 #define RED_ACTIVE      0x170FC2A5UL    /* when obj is active */
495
496 /* ...and for poisoning */
497 #define POISON_INUSE    0x5a    /* for use-uninitialised poisoning */
498 #define POISON_FREE     0x6b    /* for use-after-free poisoning */
499 #define POISON_END      0xa5    /* end-byte of poisoning */
500
501 /* memory layout of objects:
502  * 0            : objp
503  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
504  *              the end of an object is aligned with the end of the real
505  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
506  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
507  *              redzone word.
508  * cachep->obj_offset: The real object.
509  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
510  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address [BYTES_PER_WORD long]
511  */
512 static int obj_offset(kmem_cache_t *cachep)
513 {
514         return cachep->obj_offset;
515 }
516
517 static int obj_size(kmem_cache_t *cachep)
518 {
519         return cachep->obj_size;
520 }
521
522 static unsigned long *dbg_redzone1(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
523 {
524         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
525         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
526 }
527
528 static unsigned long *dbg_redzone2(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
529 {
530         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
531         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
532                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
533                                          2 * BYTES_PER_WORD);
534         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
535 }
536
537 static void **dbg_userword(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
538 {
539         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
540         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
541 }
542
543 #else
544
545 #define obj_offset(x)                   0
546 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
547 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
548 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
549 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
550
551 #endif
552
553 /*
554  * Maximum size of an obj (in 2^order pages)
555  * and absolute limit for the gfp order.
556  */
557 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
558 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
559 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
560 #elif defined(CONFIG_MMU)
561 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
562 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
563 #else
564 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
565 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
566 #endif
567
568 /*
569  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
570  */
571 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
572 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
573 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
574
575 /* Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the
576  * global 'mem_map'. These are used to find the slab an obj belongs to.
577  * With kfree(), these are used to find the cache which an obj belongs to.
578  */
579 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
580 {
581         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
582 }
583
584 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
585 {
586         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
587 }
588
589 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
590 {
591         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
592 }
593
594 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
595 {
596         return (struct slab *)page->lru.prev;
597 }
598
599 /* These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes. */
600 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
601 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
602 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
603         CACHE(ULONG_MAX)
604 #undef CACHE
605 };
606 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
607
608 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
609 struct cache_names {
610         char *name;
611         char *name_dma;
612 };
613
614 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
615 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
616 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
617         {NULL,}
618 #undef CACHE
619 };
620
621 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
622     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
623 static struct arraycache_init initarray_generic =
624     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
625
626 /* internal cache of cache description objs */
627 static kmem_cache_t cache_cache = {
628         .batchcount = 1,
629         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
630         .shared = 1,
631         .buffer_size = sizeof(kmem_cache_t),
632         .flags = SLAB_NO_REAP,
633         .spinlock = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
634         .name = "kmem_cache",
635 #if DEBUG
636         .obj_size = sizeof(kmem_cache_t),
637 #endif
638 };
639
640 /* Guard access to the cache-chain. */
641 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
642 static struct list_head cache_chain;
643
644 /*
645  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many
646  * slab-allocated pages are possibly freeable under pressure
647  *
648  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
649  */
650 atomic_t slab_reclaim_pages;
651
652 /*
653  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
654  * until the general caches are up.
655  */
656 static enum {
657         NONE,
658         PARTIAL_AC,
659         PARTIAL_L3,
660         FULL
661 } g_cpucache_up;
662
663 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
664
665 static void free_block(kmem_cache_t *cachep, void **objpp, int len, int node);
666 static void enable_cpucache(kmem_cache_t *cachep);
667 static void cache_reap(void *unused);
668 static int __node_shrink(kmem_cache_t *cachep, int node);
669
670 static inline struct array_cache *ac_data(kmem_cache_t *cachep)
671 {
672         return cachep->array[smp_processor_id()];
673 }
674
675 static inline kmem_cache_t *__find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
676 {
677         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
678
679 #if DEBUG
680         /* This happens if someone tries to call
681          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
682          * the generic caches are initialized.
683          */
684         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
685 #endif
686         while (size > csizep->cs_size)
687                 csizep++;
688
689         /*
690          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
691          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
692          * for large kmalloc calls required.
693          */
694         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
695                 return csizep->cs_dmacachep;
696         return csizep->cs_cachep;
697 }
698
699 kmem_cache_t *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
700 {
701         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
702 }
703 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
704
705 /* Cal the num objs, wastage, and bytes left over for a given slab size. */
706 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t size, size_t align,
707                            int flags, size_t *left_over, unsigned int *num)
708 {
709         int i;
710         size_t wastage = PAGE_SIZE << gfporder;
711         size_t extra = 0;
712         size_t base = 0;
713
714         if (!(flags & CFLGS_OFF_SLAB)) {
715                 base = sizeof(struct slab);
716                 extra = sizeof(kmem_bufctl_t);
717         }
718         i = 0;
719         while (i * size + ALIGN(base + i * extra, align) <= wastage)
720                 i++;
721         if (i > 0)
722                 i--;
723
724         if (i > SLAB_LIMIT)
725                 i = SLAB_LIMIT;
726
727         *num = i;
728         wastage -= i * size;
729         wastage -= ALIGN(base + i * extra, align);
730         *left_over = wastage;
731 }
732
733 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
734
735 static void __slab_error(const char *function, kmem_cache_t *cachep, char *msg)
736 {
737         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
738                function, cachep->name, msg);
739         dump_stack();
740 }
741
742 /*
743  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
744  * via the workqueue/eventd.
745  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
746  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
747  * lock.
748  */
749 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
750 {
751         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
752
753         /*
754          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
755          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
756          * at that time.
757          */
758         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
759                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
760                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
761         }
762 }
763
764 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
765                                             int batchcount)
766 {
767         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
768         struct array_cache *nc = NULL;
769
770         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
771         if (nc) {
772                 nc->avail = 0;
773                 nc->limit = entries;
774                 nc->batchcount = batchcount;
775                 nc->touched = 0;
776                 spin_lock_init(&nc->lock);
777         }
778         return nc;
779 }
780
781 #ifdef CONFIG_NUMA
782 static void *__cache_alloc_node(kmem_cache_t *, gfp_t, int);
783
784 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
785 {
786         struct array_cache **ac_ptr;
787         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
788         int i;
789
790         if (limit > 1)
791                 limit = 12;
792         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
793         if (ac_ptr) {
794                 for_each_node(i) {
795                         if (i == node || !node_online(i)) {
796                                 ac_ptr[i] = NULL;
797                                 continue;
798                         }
799                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
800                         if (!ac_ptr[i]) {
801                                 for (i--; i <= 0; i--)
802                                         kfree(ac_ptr[i]);
803                                 kfree(ac_ptr);
804                                 return NULL;
805                         }
806                 }
807         }
808         return ac_ptr;
809 }
810
811 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
812 {
813         int i;
814
815         if (!ac_ptr)
816                 return;
817
818         for_each_node(i)
819             kfree(ac_ptr[i]);
820
821         kfree(ac_ptr);
822 }
823
824 static inline void __drain_alien_cache(kmem_cache_t *cachep,
825                                        struct array_cache *ac, int node)
826 {
827         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
828
829         if (ac->avail) {
830                 spin_lock(&rl3->list_lock);
831                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
832                 ac->avail = 0;
833                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
834         }
835 }
836
837 static void drain_alien_cache(kmem_cache_t *cachep, struct kmem_list3 *l3)
838 {
839         int i = 0;
840         struct array_cache *ac;
841         unsigned long flags;
842
843         for_each_online_node(i) {
844                 ac = l3->alien[i];
845                 if (ac) {
846                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
847                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
848                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
849                 }
850         }
851 }
852 #else
853 #define alloc_alien_cache(node, limit) do { } while (0)
854 #define free_alien_cache(ac_ptr) do { } while (0)
855 #define drain_alien_cache(cachep, l3) do { } while (0)
856 #endif
857
858 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
859                                     unsigned long action, void *hcpu)
860 {
861         long cpu = (long)hcpu;
862         kmem_cache_t *cachep;
863         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
864         int node = cpu_to_node(cpu);
865         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
866
867         switch (action) {
868         case CPU_UP_PREPARE:
869                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
870                 /* we need to do this right in the beginning since
871                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
872                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
873                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
874                  */
875
876                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
877                         /* setup the size64 kmemlist for cpu before we can
878                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
879                          * node has not already allocated this
880                          */
881                         if (!cachep->nodelists[node]) {
882                                 if (!(l3 = kmalloc_node(memsize,
883                                                         GFP_KERNEL, node)))
884                                         goto bad;
885                                 kmem_list3_init(l3);
886                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
887                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
888
889                                 cachep->nodelists[node] = l3;
890                         }
891
892                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
893                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
894                             (1 + nr_cpus_node(node)) *
895                             cachep->batchcount + cachep->num;
896                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
897                 }
898
899                 /* Now we can go ahead with allocating the shared array's
900                    & array cache's */
901                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
902                         struct array_cache *nc;
903
904                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
905                                               cachep->batchcount);
906                         if (!nc)
907                                 goto bad;
908                         cachep->array[cpu] = nc;
909
910                         l3 = cachep->nodelists[node];
911                         BUG_ON(!l3);
912                         if (!l3->shared) {
913                                 if (!(nc = alloc_arraycache(node,
914                                                             cachep->shared *
915                                                             cachep->batchcount,
916                                                             0xbaadf00d)))
917                                         goto bad;
918
919                                 /* we are serialised from CPU_DEAD or
920                                    CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock */
921                                 l3->shared = nc;
922                         }
923                 }
924                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
925                 break;
926         case CPU_ONLINE:
927                 start_cpu_timer(cpu);
928                 break;
929 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
930         case CPU_DEAD:
931                 /* fall thru */
932         case CPU_UP_CANCELED:
933                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
934
935                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
936                         struct array_cache *nc;
937                         cpumask_t mask;
938
939                         mask = node_to_cpumask(node);
940                         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
941                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
942                         nc = cachep->array[cpu];
943                         cachep->array[cpu] = NULL;
944                         l3 = cachep->nodelists[node];
945
946                         if (!l3)
947                                 goto unlock_cache;
948
949                         spin_lock(&l3->list_lock);
950
951                         /* Free limit for this kmem_list3 */
952                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
953                         if (nc)
954                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
955
956                         if (!cpus_empty(mask)) {
957                                 spin_unlock(&l3->list_lock);
958                                 goto unlock_cache;
959                         }
960
961                         if (l3->shared) {
962                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
963                                            l3->shared->avail, node);
964                                 kfree(l3->shared);
965                                 l3->shared = NULL;
966                         }
967                         if (l3->alien) {
968                                 drain_alien_cache(cachep, l3);
969                                 free_alien_cache(l3->alien);
970                                 l3->alien = NULL;
971                         }
972
973                         /* free slabs belonging to this node */
974                         if (__node_shrink(cachep, node)) {
975                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
976                                 spin_unlock(&l3->list_lock);
977                                 kfree(l3);
978                         } else {
979                                 spin_unlock(&l3->list_lock);
980                         }
981                       unlock_cache:
982                         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
983                         kfree(nc);
984                 }
985                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
986                 break;
987 #endif
988         }
989         return NOTIFY_OK;
990       bad:
991         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
992         return NOTIFY_BAD;
993 }
994
995 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
996
997 /*
998  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
999  */
1000 static void init_list(kmem_cache_t *cachep, struct kmem_list3 *list, int nodeid)
1001 {
1002         struct kmem_list3 *ptr;
1003
1004         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1005         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1006         BUG_ON(!ptr);
1007
1008         local_irq_disable();
1009         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1010         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1011         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1012         local_irq_enable();
1013 }
1014
1015 /* Initialisation.
1016  * Called after the gfp() functions have been enabled, and before smp_init().
1017  */
1018 void __init kmem_cache_init(void)
1019 {
1020         size_t left_over;
1021         struct cache_sizes *sizes;
1022         struct cache_names *names;
1023         int i;
1024
1025         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1026                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1027                 if (i < MAX_NUMNODES)
1028                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1029         }
1030
1031         /*
1032          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1033          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1034          */
1035         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1036                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1037
1038         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1039          * from caches that do not exist yet:
1040          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the kmem_cache_t
1041          *    structures of all caches, except cache_cache itself: cache_cache
1042          *    is statically allocated.
1043          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1044          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1045          *    array at the end of the bootstrap.
1046          * 2) Create the first kmalloc cache.
1047          *    The kmem_cache_t for the new cache is allocated normally.
1048          *    An __init data area is used for the head array.
1049          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1050          *    head arrays.
1051          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1052          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1053          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1054          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1055          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1056          */
1057
1058         /* 1) create the cache_cache */
1059         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1060         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1061         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1062         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1063         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1064
1065         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size, cache_line_size());
1066
1067         cache_estimate(0, cache_cache.buffer_size, cache_line_size(), 0,
1068                        &left_over, &cache_cache.num);
1069         if (!cache_cache.num)
1070                 BUG();
1071
1072         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1073         cache_cache.colour_next = 0;
1074         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1075                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1076
1077         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1078         sizes = malloc_sizes;
1079         names = cache_names;
1080
1081         /* Initialize the caches that provide memory for the array cache
1082          * and the kmem_list3 structures first.
1083          * Without this, further allocations will bug
1084          */
1085
1086         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1087                                                       sizes[INDEX_AC].cs_size,
1088                                                       ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1089                                                       (ARCH_KMALLOC_FLAGS |
1090                                                        SLAB_PANIC), NULL, NULL);
1091
1092         if (INDEX_AC != INDEX_L3)
1093                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1094                     kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1095                                       sizes[INDEX_L3].cs_size,
1096                                       ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1097                                       (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_PANIC), NULL,
1098                                       NULL);
1099
1100         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1101                 /*
1102                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1103                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1104                  * eliminates "false sharing".
1105                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1106                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1107                  */
1108                 if (!sizes->cs_cachep)
1109                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1110                                                              sizes->cs_size,
1111                                                              ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1112                                                              (ARCH_KMALLOC_FLAGS
1113                                                               | SLAB_PANIC),
1114                                                              NULL, NULL);
1115
1116                 /* Inc off-slab bufctl limit until the ceiling is hit. */
1117                 if (!(OFF_SLAB(sizes->cs_cachep))) {
1118                         offslab_limit = sizes->cs_size - sizeof(struct slab);
1119                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1120                 }
1121
1122                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1123                                                         sizes->cs_size,
1124                                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1125                                                         (ARCH_KMALLOC_FLAGS |
1126                                                          SLAB_CACHE_DMA |
1127                                                          SLAB_PANIC), NULL,
1128                                                         NULL);
1129
1130                 sizes++;
1131                 names++;
1132         }
1133         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1134         {
1135                 void *ptr;
1136
1137                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1138
1139                 local_irq_disable();
1140                 BUG_ON(ac_data(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1141                 memcpy(ptr, ac_data(&cache_cache),
1142                        sizeof(struct arraycache_init));
1143                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1144                 local_irq_enable();
1145
1146                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1147
1148                 local_irq_disable();
1149                 BUG_ON(ac_data(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1150                        != &initarray_generic.cache);
1151                 memcpy(ptr, ac_data(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1152                        sizeof(struct arraycache_init));
1153                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1154                     ptr;
1155                 local_irq_enable();
1156         }
1157         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1158         {
1159                 int node;
1160                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1161                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1162                           numa_node_id());
1163
1164                 for_each_online_node(node) {
1165                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1166                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1167
1168                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1169                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1170                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1171                                           node);
1172                         }
1173                 }
1174         }
1175
1176         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1177         {
1178                 kmem_cache_t *cachep;
1179                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1180                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1181                     enable_cpucache(cachep);
1182                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1183         }
1184
1185         /* Done! */
1186         g_cpucache_up = FULL;
1187
1188         /* Register a cpu startup notifier callback
1189          * that initializes ac_data for all new cpus
1190          */
1191         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1192
1193         /* The reap timers are started later, with a module init call:
1194          * That part of the kernel is not yet operational.
1195          */
1196 }
1197
1198 static int __init cpucache_init(void)
1199 {
1200         int cpu;
1201
1202         /* 
1203          * Register the timers that return unneeded
1204          * pages to gfp.
1205          */
1206         for_each_online_cpu(cpu)
1207             start_cpu_timer(cpu);
1208
1209         return 0;
1210 }
1211
1212 __initcall(cpucache_init);
1213
1214 /*
1215  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1216  *
1217  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1218  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1219  * would be relatively rare and ignorable.
1220  */
1221 static void *kmem_getpages(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1222 {
1223         struct page *page;
1224         void *addr;
1225         int i;
1226
1227         flags |= cachep->gfpflags;
1228         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1229         if (!page)
1230                 return NULL;
1231         addr = page_address(page);
1232
1233         i = (1 << cachep->gfporder);
1234         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1235                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
1236         add_page_state(nr_slab, i);
1237         while (i--) {
1238                 SetPageSlab(page);
1239                 page++;
1240         }
1241         return addr;
1242 }
1243
1244 /*
1245  * Interface to system's page release.
1246  */
1247 static void kmem_freepages(kmem_cache_t *cachep, void *addr)
1248 {
1249         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1250         struct page *page = virt_to_page(addr);
1251         const unsigned long nr_freed = i;
1252
1253         while (i--) {
1254                 if (!TestClearPageSlab(page))
1255                         BUG();
1256                 page++;
1257         }
1258         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
1259         if (current->reclaim_state)
1260                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1261         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1262         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1263                 atomic_sub(1 << cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1264 }
1265
1266 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1267 {
1268         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1269         kmem_cache_t *cachep = slab_rcu->cachep;
1270
1271         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1272         if (OFF_SLAB(cachep))
1273                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1274 }
1275
1276 #if DEBUG
1277
1278 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1279 static void store_stackinfo(kmem_cache_t *cachep, unsigned long *addr,
1280                             unsigned long caller)
1281 {
1282         int size = obj_size(cachep);
1283
1284         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1285
1286         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1287                 return;
1288
1289         *addr++ = 0x12345678;
1290         *addr++ = caller;
1291         *addr++ = smp_processor_id();
1292         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1293         {
1294                 unsigned long *sptr = &caller;
1295                 unsigned long svalue;
1296
1297                 while (!kstack_end(sptr)) {
1298                         svalue = *sptr++;
1299                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1300                                 *addr++ = svalue;
1301                                 size -= sizeof(unsigned long);
1302                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1303                                         break;
1304                         }
1305                 }
1306
1307         }
1308         *addr++ = 0x87654321;
1309 }
1310 #endif
1311
1312 static void poison_obj(kmem_cache_t *cachep, void *addr, unsigned char val)
1313 {
1314         int size = obj_size(cachep);
1315         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1316
1317         memset(addr, val, size);
1318         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1319 }
1320
1321 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1322 {
1323         int i;
1324         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1325         for (i = 0; i < limit; i++) {
1326                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1327         }
1328         printk("\n");
1329 }
1330 #endif
1331
1332 #if DEBUG
1333
1334 static void print_objinfo(kmem_cache_t *cachep, void *objp, int lines)
1335 {
1336         int i, size;
1337         char *realobj;
1338
1339         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1340                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1341                        *dbg_redzone1(cachep, objp),
1342                        *dbg_redzone2(cachep, objp));
1343         }
1344
1345         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1346                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1347                        *dbg_userword(cachep, objp));
1348                 print_symbol("(%s)",
1349                              (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1350                 printk("\n");
1351         }
1352         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1353         size = obj_size(cachep);
1354         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1355                 int limit;
1356                 limit = 16;
1357                 if (i + limit > size)
1358                         limit = size - i;
1359                 dump_line(realobj, i, limit);
1360         }
1361 }
1362
1363 static void check_poison_obj(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
1364 {
1365         char *realobj;
1366         int size, i;
1367         int lines = 0;
1368
1369         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1370         size = obj_size(cachep);
1371
1372         for (i = 0; i < size; i++) {
1373                 char exp = POISON_FREE;
1374                 if (i == size - 1)
1375                         exp = POISON_END;
1376                 if (realobj[i] != exp) {
1377                         int limit;
1378                         /* Mismatch ! */
1379                         /* Print header */
1380                         if (lines == 0) {
1381                                 printk(KERN_ERR
1382                                        "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1383                                        realobj, size);
1384                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1385                         }
1386                         /* Hexdump the affected line */
1387                         i = (i / 16) * 16;
1388                         limit = 16;
1389                         if (i + limit > size)
1390                                 limit = size - i;
1391                         dump_line(realobj, i, limit);
1392                         i += 16;
1393                         lines++;
1394                         /* Limit to 5 lines */
1395                         if (lines > 5)
1396                                 break;
1397                 }
1398         }
1399         if (lines != 0) {
1400                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1401                  * exist:
1402                  */
1403                 struct slab *slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
1404                 int objnr;
1405
1406                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
1407                 if (objnr) {
1408                         objp = slabp->s_mem + (objnr - 1) * cachep->buffer_size;
1409                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1410                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1411                                realobj, size);
1412                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1413                 }
1414                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1415                         objp = slabp->s_mem + (objnr + 1) * cachep->buffer_size;
1416                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1417                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1418                                realobj, size);
1419                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1420                 }
1421         }
1422 }
1423 #endif
1424
1425 /* Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1426  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.
1427  * The cache-lock is not held/needed.
1428  */
1429 static void slab_destroy(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp)
1430 {
1431         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1432
1433 #if DEBUG
1434         int i;
1435         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1436                 void *objp = slabp->s_mem + cachep->buffer_size * i;
1437
1438                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1439 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1440                         if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0
1441                             && OFF_SLAB(cachep))
1442                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1443                                                  cachep->buffer_size / PAGE_SIZE,
1444                                                  1);
1445                         else
1446                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1447 #else
1448                         check_poison_obj(cachep, objp);
1449 #endif
1450                 }
1451                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1452                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1453                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1454                                            "was overwritten");
1455                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1456                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1457                                            "was overwritten");
1458                 }
1459                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1460                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1461         }
1462 #else
1463         if (cachep->dtor) {
1464                 int i;
1465                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1466                         void *objp = slabp->s_mem + cachep->buffer_size * i;
1467                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1468                 }
1469         }
1470 #endif
1471
1472         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1473                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1474
1475                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1476                 slab_rcu->cachep = cachep;
1477                 slab_rcu->addr = addr;
1478                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1479         } else {
1480                 kmem_freepages(cachep, addr);
1481                 if (OFF_SLAB(cachep))
1482                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1483         }
1484 }
1485
1486 /* For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same
1487    as size of kmem_list3. */
1488 static inline void set_up_list3s(kmem_cache_t *cachep, int index)
1489 {
1490         int node;
1491
1492         for_each_online_node(node) {
1493                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1494                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1495                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1496                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1497         }
1498 }
1499
1500 /**
1501  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs and the number
1502  *                        of objects per slab.
1503  *
1504  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1505  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1506  * towards high-order requests, this should be changed.
1507  */
1508 static inline size_t calculate_slab_order(kmem_cache_t *cachep, size_t size,
1509                                           size_t align, gfp_t flags)
1510 {
1511         size_t left_over = 0;
1512
1513         for (;; cachep->gfporder++) {
1514                 unsigned int num;
1515                 size_t remainder;
1516
1517                 if (cachep->gfporder > MAX_GFP_ORDER) {
1518                         cachep->num = 0;
1519                         break;
1520                 }
1521
1522                 cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1523                                &remainder, &num);
1524                 if (!num)
1525                         continue;
1526                 /* More than offslab_limit objects will cause problems */
1527                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && cachep->num > offslab_limit)
1528                         break;
1529
1530                 cachep->num = num;
1531                 left_over = remainder;
1532
1533                 /*
1534                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1535                  * currently bad for the gfp()s.
1536                  */
1537                 if (cachep->gfporder >= slab_break_gfp_order)
1538                         break;
1539
1540                 if ((left_over * 8) <= (PAGE_SIZE << cachep->gfporder))
1541                         /* Acceptable internal fragmentation */
1542                         break;
1543         }
1544         return left_over;
1545 }
1546
1547 /**
1548  * kmem_cache_create - Create a cache.
1549  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1550  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1551  * @align: The required alignment for the objects.
1552  * @flags: SLAB flags
1553  * @ctor: A constructor for the objects.
1554  * @dtor: A destructor for the objects.
1555  *
1556  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1557  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1558  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1559  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1560  *
1561  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1562  * the module calling this has to destroy the cache before getting 
1563  * unloaded.
1564  * 
1565  * The flags are
1566  *
1567  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1568  * to catch references to uninitialised memory.
1569  *
1570  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1571  * for buffer overruns.
1572  *
1573  * %SLAB_NO_REAP - Don't automatically reap this cache when we're under
1574  * memory pressure.
1575  *
1576  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1577  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1578  * as davem.
1579  */
1580 kmem_cache_t *
1581 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1582         unsigned long flags, void (*ctor)(void*, kmem_cache_t *, unsigned long),
1583         void (*dtor)(void*, kmem_cache_t *, unsigned long))
1584 {
1585         size_t left_over, slab_size, ralign;
1586         kmem_cache_t *cachep = NULL;
1587         struct list_head *p;
1588
1589         /*
1590          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1591          */
1592         if ((!name) ||
1593             in_interrupt() ||
1594             (size < BYTES_PER_WORD) ||
1595             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
1596                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n",
1597                        __FUNCTION__, name);
1598                 BUG();
1599         }
1600
1601         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1602
1603         list_for_each(p, &cache_chain) {
1604                 kmem_cache_t *pc = list_entry(p, kmem_cache_t, next);
1605                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
1606                 char tmp;
1607                 int res;
1608
1609                 /*
1610                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
1611                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
1612                  * area of the module.  Print a warning.
1613                  */
1614                 set_fs(KERNEL_DS);
1615                 res = __get_user(tmp, pc->name);
1616                 set_fs(old_fs);
1617                 if (res) {
1618                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
1619                                pc->buffer_size);
1620                         continue;
1621                 }
1622
1623                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
1624                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
1625                         dump_stack();
1626                         goto oops;
1627                 }
1628         }
1629
1630 #if DEBUG
1631         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1632         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1633                 /* No constructor, but inital state check requested */
1634                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1635                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1636                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1637         }
1638 #if FORCED_DEBUG
1639         /*
1640          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1641          * large objects, if the increased size would increase the object size
1642          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1643          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1644          */
1645         if ((size < 4096
1646              || fls(size - 1) == fls(size - 1 + 3 * BYTES_PER_WORD)))
1647                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
1648         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1649                 flags |= SLAB_POISON;
1650 #endif
1651         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1652                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
1653 #endif
1654         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1655                 BUG_ON(dtor);
1656
1657         /*
1658          * Always checks flags, a caller might be expecting debug
1659          * support which isn't available.
1660          */
1661         if (flags & ~CREATE_MASK)
1662                 BUG();
1663
1664         /* Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1665          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1666          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1667          */
1668         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
1669                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
1670                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
1671         }
1672
1673         /* calculate out the final buffer alignment: */
1674         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
1675         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1676                 /* Default alignment: as specified by the arch code.
1677                  * Except if an object is really small, then squeeze multiple
1678                  * objects into one cacheline.
1679                  */
1680                 ralign = cache_line_size();
1681                 while (size <= ralign / 2)
1682                         ralign /= 2;
1683         } else {
1684                 ralign = BYTES_PER_WORD;
1685         }
1686         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
1687         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
1688                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1689                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1690                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1691         }
1692         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
1693         if (ralign < align) {
1694                 ralign = align;
1695                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1696                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1697         }
1698         /* 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
1699          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
1700          */
1701         align = ralign;
1702
1703         /* Get cache's description obj. */
1704         cachep = (kmem_cache_t *) kmem_cache_alloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
1705         if (!cachep)
1706                 goto oops;
1707         memset(cachep, 0, sizeof(kmem_cache_t));
1708
1709 #if DEBUG
1710         cachep->obj_size = size;
1711
1712         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1713                 /* redzoning only works with word aligned caches */
1714                 align = BYTES_PER_WORD;
1715
1716                 /* add space for red zone words */
1717                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
1718                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
1719         }
1720         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
1721                 /* user store requires word alignment and
1722                  * one word storage behind the end of the real
1723                  * object.
1724                  */
1725                 align = BYTES_PER_WORD;
1726                 size += BYTES_PER_WORD;
1727         }
1728 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
1729         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
1730             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
1731                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
1732                 size = PAGE_SIZE;
1733         }
1734 #endif
1735 #endif
1736
1737         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
1738         if (size >= (PAGE_SIZE >> 3))
1739                 /*
1740                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
1741                  * off-slab (should allow better packing of objs).
1742                  */
1743                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
1744
1745         size = ALIGN(size, align);
1746
1747         if ((flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) && size <= PAGE_SIZE) {
1748                 /*
1749                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1750                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1751                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1752                  */
1753                 cachep->gfporder = 0;
1754                 cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1755                                &left_over, &cachep->num);
1756         } else
1757                 left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
1758
1759         if (!cachep->num) {
1760                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
1761                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1762                 cachep = NULL;
1763                 goto oops;
1764         }
1765         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
1766                           + sizeof(struct slab), align);
1767
1768         /*
1769          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1770          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1771          */
1772         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
1773                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
1774                 left_over -= slab_size;
1775         }
1776
1777         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1778                 /* really off slab. No need for manual alignment */
1779                 slab_size =
1780                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
1781         }
1782
1783         cachep->colour_off = cache_line_size();
1784         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
1785         if (cachep->colour_off < align)
1786                 cachep->colour_off = align;
1787         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
1788         cachep->slab_size = slab_size;
1789         cachep->flags = flags;
1790         cachep->gfpflags = 0;
1791         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
1792                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
1793         spin_lock_init(&cachep->spinlock);
1794         cachep->buffer_size = size;
1795
1796         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
1797                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
1798         cachep->ctor = ctor;
1799         cachep->dtor = dtor;
1800         cachep->name = name;
1801
1802         /* Don't let CPUs to come and go */
1803         lock_cpu_hotplug();
1804
1805         if (g_cpucache_up == FULL) {
1806                 enable_cpucache(cachep);
1807         } else {
1808                 if (g_cpucache_up == NONE) {
1809                         /* Note: the first kmem_cache_create must create
1810                          * the cache that's used by kmalloc(24), otherwise
1811                          * the creation of further caches will BUG().
1812                          */
1813                         cachep->array[smp_processor_id()] =
1814                             &initarray_generic.cache;
1815
1816                         /* If the cache that's used by
1817                          * kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is the first cache,
1818                          * then we need to set up all its list3s, otherwise
1819                          * the creation of further caches will BUG().
1820                          */
1821                         set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1822                         if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1823                                 g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1824                         else
1825                                 g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1826                 } else {
1827                         cachep->array[smp_processor_id()] =
1828                             kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1829
1830                         if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1831                                 set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1832                                 g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1833                         } else {
1834                                 int node;
1835                                 for_each_online_node(node) {
1836
1837                                         cachep->nodelists[node] =
1838                                             kmalloc_node(sizeof
1839                                                          (struct kmem_list3),
1840                                                          GFP_KERNEL, node);
1841                                         BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1842                                         kmem_list3_init(cachep->
1843                                                         nodelists[node]);
1844                                 }
1845                         }
1846                 }
1847                 cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1848                     jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1849                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1850
1851                 BUG_ON(!ac_data(cachep));
1852                 ac_data(cachep)->avail = 0;
1853                 ac_data(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1854                 ac_data(cachep)->batchcount = 1;
1855                 ac_data(cachep)->touched = 0;
1856                 cachep->batchcount = 1;
1857                 cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1858         }
1859
1860         /* cache setup completed, link it into the list */
1861         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
1862         unlock_cpu_hotplug();
1863       oops:
1864         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
1865                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
1866                       name);
1867         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1868         return cachep;
1869 }
1870 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
1871
1872 #if DEBUG
1873 static void check_irq_off(void)
1874 {
1875         BUG_ON(!irqs_disabled());
1876 }
1877
1878 static void check_irq_on(void)
1879 {
1880         BUG_ON(irqs_disabled());
1881 }
1882
1883 static void check_spinlock_acquired(kmem_cache_t *cachep)
1884 {
1885 #ifdef CONFIG_SMP
1886         check_irq_off();
1887         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
1888 #endif
1889 }
1890
1891 static inline void check_spinlock_acquired_node(kmem_cache_t *cachep, int node)
1892 {
1893 #ifdef CONFIG_SMP
1894         check_irq_off();
1895         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1896 #endif
1897 }
1898
1899 #else
1900 #define check_irq_off() do { } while(0)
1901 #define check_irq_on()  do { } while(0)
1902 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
1903 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
1904 #endif
1905
1906 /*
1907  * Waits for all CPUs to execute func().
1908  */
1909 static void smp_call_function_all_cpus(void (*func)(void *arg), void *arg)
1910 {
1911         check_irq_on();
1912         preempt_disable();
1913
1914         local_irq_disable();
1915         func(arg);
1916         local_irq_enable();
1917
1918         if (smp_call_function(func, arg, 1, 1))
1919                 BUG();
1920
1921         preempt_enable();
1922 }
1923
1924 static void drain_array_locked(kmem_cache_t *cachep, struct array_cache *ac,
1925                                 int force, int node);
1926
1927 static void do_drain(void *arg)
1928 {
1929         kmem_cache_t *cachep = (kmem_cache_t *) arg;
1930         struct array_cache *ac;
1931         int node = numa_node_id();
1932
1933         check_irq_off();
1934         ac = ac_data(cachep);
1935         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1936         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1937         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1938         ac->avail = 0;
1939 }
1940
1941 static void drain_cpu_caches(kmem_cache_t *cachep)
1942 {
1943         struct kmem_list3 *l3;
1944         int node;
1945
1946         smp_call_function_all_cpus(do_drain, cachep);
1947         check_irq_on();
1948         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1949         for_each_online_node(node) {
1950                 l3 = cachep->nodelists[node];
1951                 if (l3) {
1952                         spin_lock(&l3->list_lock);
1953                         drain_array_locked(cachep, l3->shared, 1, node);
1954                         spin_unlock(&l3->list_lock);
1955                         if (l3->alien)
1956                                 drain_alien_cache(cachep, l3);
1957                 }
1958         }
1959         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1960 }
1961
1962 static int __node_shrink(kmem_cache_t *cachep, int node)
1963 {
1964         struct slab *slabp;
1965         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[node];
1966         int ret;
1967
1968         for (;;) {
1969                 struct list_head *p;
1970
1971                 p = l3->slabs_free.prev;
1972                 if (p == &l3->slabs_free)
1973                         break;
1974
1975                 slabp = list_entry(l3->slabs_free.prev, struct slab, list);
1976 #if DEBUG
1977                 if (slabp->inuse)
1978                         BUG();
1979 #endif
1980                 list_del(&slabp->list);
1981
1982                 l3->free_objects -= cachep->num;
1983                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1984                 slab_destroy(cachep, slabp);
1985                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1986         }
1987         ret = !list_empty(&l3->slabs_full) || !list_empty(&l3->slabs_partial);
1988         return ret;
1989 }
1990
1991 static int __cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
1992 {
1993         int ret = 0, i = 0;
1994         struct kmem_list3 *l3;
1995
1996         drain_cpu_caches(cachep);
1997
1998         check_irq_on();
1999         for_each_online_node(i) {
2000                 l3 = cachep->nodelists[i];
2001                 if (l3) {
2002                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2003                         ret += __node_shrink(cachep, i);
2004                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2005                 }
2006         }
2007         return (ret ? 1 : 0);
2008 }
2009
2010 /**
2011  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2012  * @cachep: The cache to shrink.
2013  *
2014  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2015  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2016  */
2017 int kmem_cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
2018 {
2019         if (!cachep || in_interrupt())
2020                 BUG();
2021
2022         return __cache_shrink(cachep);
2023 }
2024 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2025
2026 /**
2027  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2028  * @cachep: the cache to destroy
2029  *
2030  * Remove a kmem_cache_t object from the slab cache.
2031  * Returns 0 on success.
2032  *
2033  * It is expected this function will be called by a module when it is
2034  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2035  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2036  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2037  *
2038  * The cache must be empty before calling this function.
2039  *
2040  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2041  * during the kmem_cache_destroy().
2042  */
2043 int kmem_cache_destroy(kmem_cache_t *cachep)
2044 {
2045         int i;
2046         struct kmem_list3 *l3;
2047
2048         if (!cachep || in_interrupt())
2049                 BUG();
2050
2051         /* Don't let CPUs to come and go */
2052         lock_cpu_hotplug();
2053
2054         /* Find the cache in the chain of caches. */
2055         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2056         /*
2057          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2058          */
2059         list_del(&cachep->next);
2060         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2061
2062         if (__cache_shrink(cachep)) {
2063                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2064                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2065                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2066                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2067                 unlock_cpu_hotplug();
2068                 return 1;
2069         }
2070
2071         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2072                 synchronize_rcu();
2073
2074         for_each_online_cpu(i)
2075             kfree(cachep->array[i]);
2076
2077         /* NUMA: free the list3 structures */
2078         for_each_online_node(i) {
2079                 if ((l3 = cachep->nodelists[i])) {
2080                         kfree(l3->shared);
2081                         free_alien_cache(l3->alien);
2082                         kfree(l3);
2083                 }
2084         }
2085         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2086
2087         unlock_cpu_hotplug();
2088
2089         return 0;
2090 }
2091 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2092
2093 /* Get the memory for a slab management obj. */
2094 static struct slab *alloc_slabmgmt(kmem_cache_t *cachep, void *objp,
2095                                    int colour_off, gfp_t local_flags)
2096 {
2097         struct slab *slabp;
2098
2099         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2100                 /* Slab management obj is off-slab. */
2101                 slabp = kmem_cache_alloc(cachep->slabp_cache, local_flags);
2102                 if (!slabp)
2103                         return NULL;
2104         } else {
2105                 slabp = objp + colour_off;
2106                 colour_off += cachep->slab_size;
2107         }
2108         slabp->inuse = 0;
2109         slabp->colouroff = colour_off;
2110         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2111
2112         return slabp;
2113 }
2114
2115 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2116 {
2117         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2118 }
2119
2120 static void cache_init_objs(kmem_cache_t *cachep,
2121                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2122 {
2123         int i;
2124
2125         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2126                 void *objp = slabp->s_mem + cachep->buffer_size * i;
2127 #if DEBUG
2128                 /* need to poison the objs? */
2129                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2130                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2131                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2132                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2133
2134                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2135                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2136                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2137                 }
2138                 /*
2139                  * Constructors are not allowed to allocate memory from
2140                  * the same cache which they are a constructor for.
2141                  * Otherwise, deadlock. They must also be threaded.
2142                  */
2143                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2144                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2145                                      ctor_flags);
2146
2147                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2148                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2149                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2150                                            " end of an object");
2151                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2152                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2153                                            " start of an object");
2154                 }
2155                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)
2156                     && cachep->flags & SLAB_POISON)
2157                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2158                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2159 #else
2160                 if (cachep->ctor)
2161                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2162 #endif
2163                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2164         }
2165         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2166         slabp->free = 0;
2167 }
2168
2169 static void kmem_flagcheck(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags)
2170 {
2171         if (flags & SLAB_DMA) {
2172                 if (!(cachep->gfpflags & GFP_DMA))
2173                         BUG();
2174         } else {
2175                 if (cachep->gfpflags & GFP_DMA)
2176                         BUG();
2177         }
2178 }
2179
2180 static void set_slab_attr(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp, void *objp)
2181 {
2182         int i;
2183         struct page *page;
2184
2185         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
2186         i = 1 << cachep->gfporder;
2187         page = virt_to_page(objp);
2188         do {
2189                 page_set_cache(page, cachep);
2190                 page_set_slab(page, slabp);
2191                 page++;
2192         } while (--i);
2193 }
2194
2195 /*
2196  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2197  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2198  */
2199 static int cache_grow(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2200 {
2201         struct slab *slabp;
2202         void *objp;
2203         size_t offset;
2204         gfp_t local_flags;
2205         unsigned long ctor_flags;
2206         struct kmem_list3 *l3;
2207
2208         /* Be lazy and only check for valid flags here,
2209          * keeping it out of the critical path in kmem_cache_alloc().
2210          */
2211         if (flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW))
2212                 BUG();
2213         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2214                 return 0;
2215
2216         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2217         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2218         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2219                 /*
2220                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2221                  * this - it might need to know...
2222                  */
2223                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2224
2225         /* About to mess with non-constant members - lock. */
2226         check_irq_off();
2227         spin_lock(&cachep->spinlock);
2228
2229         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2230         offset = cachep->colour_next;
2231         cachep->colour_next++;
2232         if (cachep->colour_next >= cachep->colour)
2233                 cachep->colour_next = 0;
2234         offset *= cachep->colour_off;
2235
2236         spin_unlock(&cachep->spinlock);
2237
2238         check_irq_off();
2239         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2240                 local_irq_enable();
2241
2242         /*
2243          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2244          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2245          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2246          * will eventually be caught here (where it matters).
2247          */
2248         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2249
2250         /* Get mem for the objs.
2251          * Attempt to allocate a physical page from 'nodeid',
2252          */
2253         if (!(objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid)))
2254                 goto failed;
2255
2256         /* Get slab management. */
2257         if (!(slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags)))
2258                 goto opps1;
2259
2260         slabp->nodeid = nodeid;
2261         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
2262
2263         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2264
2265         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2266                 local_irq_disable();
2267         check_irq_off();
2268         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2269         spin_lock(&l3->list_lock);
2270
2271         /* Make slab active. */
2272         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2273         STATS_INC_GROWN(cachep);
2274         l3->free_objects += cachep->num;
2275         spin_unlock(&l3->list_lock);
2276         return 1;
2277       opps1:
2278         kmem_freepages(cachep, objp);
2279       failed:
2280         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2281                 local_irq_disable();
2282         return 0;
2283 }
2284
2285 #if DEBUG
2286
2287 /*
2288  * Perform extra freeing checks:
2289  * - detect bad pointers.
2290  * - POISON/RED_ZONE checking
2291  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2292  */
2293 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2294 {
2295         struct page *page;
2296
2297         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2298                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2299                        (unsigned long)objp);
2300                 BUG();
2301         }
2302         page = virt_to_page(objp);
2303         if (!PageSlab(page)) {
2304                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2305                        (unsigned long)objp);
2306                 BUG();
2307         }
2308 }
2309
2310 static void *cache_free_debugcheck(kmem_cache_t *cachep, void *objp,
2311                                    void *caller)
2312 {
2313         struct page *page;
2314         unsigned int objnr;
2315         struct slab *slabp;
2316
2317         objp -= obj_offset(cachep);
2318         kfree_debugcheck(objp);
2319         page = virt_to_page(objp);
2320
2321         if (page_get_cache(page) != cachep) {
2322                 printk(KERN_ERR
2323                        "mismatch in kmem_cache_free: expected cache %p, got %p\n",
2324                        page_get_cache(page), cachep);
2325                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
2326                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", page_get_cache(page),
2327                        page_get_cache(page)->name);
2328                 WARN_ON(1);
2329         }
2330         slabp = page_get_slab(page);
2331
2332         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2333                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE
2334                     || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
2335                         slab_error(cachep,
2336                                    "double free, or memory outside"
2337                                    " object was overwritten");
2338                         printk(KERN_ERR
2339                                "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2340                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2341                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2342                 }
2343                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2344                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2345         }
2346         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2347                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2348
2349         objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2350
2351         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2352         BUG_ON(objp != slabp->s_mem + objnr * cachep->buffer_size);
2353
2354         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2355                 /* Need to call the slab's constructor so the
2356                  * caller can perform a verify of its state (debugging).
2357                  * Called without the cache-lock held.
2358                  */
2359                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2360                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2361         }
2362         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2363                 /* we want to cache poison the object,
2364                  * call the destruction callback
2365                  */
2366                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2367         }
2368         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2369 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2370                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2371                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2372                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2373                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2374                 } else {
2375                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2376                 }
2377 #else
2378                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2379 #endif
2380         }
2381         return objp;
2382 }
2383
2384 static void check_slabp(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp)
2385 {
2386         kmem_bufctl_t i;
2387         int entries = 0;
2388
2389         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2390         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2391                 entries++;
2392                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2393                         goto bad;
2394         }
2395         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2396               bad:
2397                 printk(KERN_ERR
2398                        "slab: Internal list corruption detected in cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2399                        cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2400                 for (i = 0;
2401                      i < sizeof(slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2402                      i++) {
2403                         if ((i % 16) == 0)
2404                                 printk("\n%03x:", i);
2405                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2406                 }
2407                 printk("\n");
2408                 BUG();
2409         }
2410 }
2411 #else
2412 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2413 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2414 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2415 #endif
2416
2417 static void *cache_alloc_refill(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags)
2418 {
2419         int batchcount;
2420         struct kmem_list3 *l3;
2421         struct array_cache *ac;
2422
2423         check_irq_off();
2424         ac = ac_data(cachep);
2425       retry:
2426         batchcount = ac->batchcount;
2427         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2428                 /* if there was little recent activity on this
2429                  * cache, then perform only a partial refill.
2430                  * Otherwise we could generate refill bouncing.
2431                  */
2432                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2433         }
2434         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2435
2436         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2437         spin_lock(&l3->list_lock);
2438
2439         if (l3->shared) {
2440                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2441                 if (shared_array->avail) {
2442                         if (batchcount > shared_array->avail)
2443                                 batchcount = shared_array->avail;
2444                         shared_array->avail -= batchcount;
2445                         ac->avail = batchcount;
2446                         memcpy(ac->entry,
2447                                &(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2448                                sizeof(void *) * batchcount);
2449                         shared_array->touched = 1;
2450                         goto alloc_done;
2451                 }
2452         }
2453         while (batchcount > 0) {
2454                 struct list_head *entry;
2455                 struct slab *slabp;
2456                 /* Get slab alloc is to come from. */
2457                 entry = l3->slabs_partial.next;
2458                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2459                         l3->free_touched = 1;
2460                         entry = l3->slabs_free.next;
2461                         if (entry == &l3->slabs_free)
2462                                 goto must_grow;
2463                 }
2464
2465                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2466                 check_slabp(cachep, slabp);
2467                 check_spinlock_acquired(cachep);
2468                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2469                         kmem_bufctl_t next;
2470                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2471                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2472                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2473
2474                         /* get obj pointer */
2475                         ac->entry[ac->avail++] = slabp->s_mem +
2476                             slabp->free * cachep->buffer_size;
2477
2478                         slabp->inuse++;
2479                         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2480 #if DEBUG
2481                         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2482                         WARN_ON(numa_node_id() != slabp->nodeid);
2483 #endif
2484                         slabp->free = next;
2485                 }
2486                 check_slabp(cachep, slabp);
2487
2488                 /* move slabp to correct slabp list: */
2489                 list_del(&slabp->list);
2490                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2491                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2492                 else
2493                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2494         }
2495
2496       must_grow:
2497         l3->free_objects -= ac->avail;
2498       alloc_done:
2499         spin_unlock(&l3->list_lock);
2500
2501         if (unlikely(!ac->avail)) {
2502                 int x;
2503                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2504
2505                 // cache_grow can reenable interrupts, then ac could change.
2506                 ac = ac_data(cachep);
2507                 if (!x && ac->avail == 0)       // no objects in sight? abort
2508                         return NULL;
2509
2510                 if (!ac->avail) // objects refilled by interrupt?
2511                         goto retry;
2512         }
2513         ac->touched = 1;
2514         return ac->entry[--ac->avail];
2515 }
2516
2517 static inline void
2518 cache_alloc_debugcheck_before(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags)
2519 {
2520         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2521 #if DEBUG
2522         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2523 #endif
2524 }
2525
2526 #if DEBUG
2527 static void *cache_alloc_debugcheck_after(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags,
2528                                         void *objp, void *caller)
2529 {
2530         if (!objp)
2531                 return objp;
2532         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2533 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2534                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2535                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2536                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2537                 else
2538                         check_poison_obj(cachep, objp);
2539 #else
2540                 check_poison_obj(cachep, objp);
2541 #endif
2542                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2543         }
2544         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2545                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2546
2547         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2548                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE
2549                     || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2550                         slab_error(cachep,
2551                                    "double free, or memory outside"
2552                                    " object was overwritten");
2553                         printk(KERN_ERR
2554                                "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2555                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2556                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2557                 }
2558                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2559                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2560         }
2561         objp += obj_offset(cachep);
2562         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2563                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2564
2565                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2566                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2567
2568                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2569         }
2570         return objp;
2571 }
2572 #else
2573 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2574 #endif
2575
2576 static inline void *____cache_alloc(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags)
2577 {
2578         void *objp;
2579         struct array_cache *ac;
2580
2581 #ifdef CONFIG_NUMA
2582         if (unlikely(current->mempolicy && !in_interrupt())) {
2583                 int nid = slab_node(current->mempolicy);
2584
2585                 if (nid != numa_node_id())
2586                         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid);
2587         }
2588 #endif
2589
2590         check_irq_off();
2591         ac = ac_data(cachep);
2592         if (likely(ac->avail)) {
2593                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2594                 ac->touched = 1;
2595                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2596         } else {
2597                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2598                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2599         }
2600         return objp;
2601 }
2602
2603 static inline void *__cache_alloc(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags)
2604 {
2605         unsigned long save_flags;
2606         void *objp;
2607
2608         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2609
2610         local_irq_save(save_flags);
2611         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
2612         local_irq_restore(save_flags);
2613         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
2614                                             __builtin_return_address(0));
2615         prefetchw(objp);
2616         return objp;
2617 }
2618
2619 #ifdef CONFIG_NUMA
2620 /*
2621  * A interface to enable slab creation on nodeid
2622  */
2623 static void *__cache_alloc_node(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2624 {
2625         struct list_head *entry;
2626         struct slab *slabp;
2627         struct kmem_list3 *l3;
2628         void *obj;
2629         kmem_bufctl_t next;
2630         int x;
2631
2632         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2633         BUG_ON(!l3);
2634
2635       retry:
2636         spin_lock(&l3->list_lock);
2637         entry = l3->slabs_partial.next;
2638         if (entry == &l3->slabs_partial) {
2639                 l3->free_touched = 1;
2640                 entry = l3->slabs_free.next;
2641                 if (entry == &l3->slabs_free)
2642                         goto must_grow;
2643         }
2644
2645         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2646         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
2647         check_slabp(cachep, slabp);
2648
2649         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
2650         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2651         STATS_SET_HIGH(cachep);
2652
2653         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
2654
2655         /* get obj pointer */
2656         obj = slabp->s_mem + slabp->free * cachep->buffer_size;
2657         slabp->inuse++;
2658         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2659 #if DEBUG
2660         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2661 #endif
2662         slabp->free = next;
2663         check_slabp(cachep, slabp);
2664         l3->free_objects--;
2665         /* move slabp to correct slabp list: */
2666         list_del(&slabp->list);
2667
2668         if (slabp->free == BUFCTL_END) {
2669                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2670         } else {
2671                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2672         }
2673
2674         spin_unlock(&l3->list_lock);
2675         goto done;
2676
2677       must_grow:
2678         spin_unlock(&l3->list_lock);
2679         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
2680
2681         if (!x)
2682                 return NULL;
2683
2684         goto retry;
2685       done:
2686         return obj;
2687 }
2688 #endif
2689
2690 /*
2691  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
2692  */
2693 static void free_block(kmem_cache_t *cachep, void **objpp, int nr_objects,
2694                        int node)
2695 {
2696         int i;
2697         struct kmem_list3 *l3;
2698
2699         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
2700                 void *objp = objpp[i];
2701                 struct slab *slabp;
2702                 unsigned int objnr;
2703
2704                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
2705                 l3 = cachep->nodelists[node];
2706                 list_del(&slabp->list);
2707                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2708                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
2709                 check_slabp(cachep, slabp);
2710
2711 #if DEBUG
2712                 /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2713                 WARN_ON(slabp->nodeid != node);
2714
2715                 if (slab_bufctl(slabp)[objnr] != BUFCTL_FREE) {
2716                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2717                                "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2718                         BUG();
2719                 }
2720 #endif
2721                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2722                 slabp->free = objnr;
2723                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
2724                 slabp->inuse--;
2725                 l3->free_objects++;
2726                 check_slabp(cachep, slabp);
2727
2728                 /* fixup slab chains */
2729                 if (slabp->inuse == 0) {
2730                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
2731                                 l3->free_objects -= cachep->num;
2732                                 slab_destroy(cachep, slabp);
2733                         } else {
2734                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
2735                         }
2736                 } else {
2737                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
2738                          * partial list on free - maximum time for the
2739                          * other objects to be freed, too.
2740                          */
2741                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2742                 }
2743         }
2744 }
2745
2746 static void cache_flusharray(kmem_cache_t *cachep, struct array_cache *ac)
2747 {
2748         int batchcount;
2749         struct kmem_list3 *l3;
2750         int node = numa_node_id();
2751
2752         batchcount = ac->batchcount;
2753 #if DEBUG
2754         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
2755 #endif
2756         check_irq_off();
2757         l3 = cachep->nodelists[node];
2758         spin_lock(&l3->list_lock);
2759         if (l3->shared) {
2760                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2761                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
2762                 if (max) {
2763                         if (batchcount > max)
2764                                 batchcount = max;
2765                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2766                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
2767                         shared_array->avail += batchcount;
2768                         goto free_done;
2769                 }
2770         }
2771
2772         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
2773       free_done:
2774 #if STATS
2775         {
2776                 int i = 0;
2777                 struct list_head *p;
2778
2779                 p = l3->slabs_free.next;
2780                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
2781                         struct slab *slabp;
2782
2783                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2784                         BUG_ON(slabp->inuse);
2785
2786                         i++;
2787                         p = p->next;
2788                 }
2789                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
2790         }
2791 #endif
2792         spin_unlock(&l3->list_lock);
2793         ac->avail -= batchcount;
2794         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]),
2795                 sizeof(void *) * ac->avail);
2796 }
2797
2798 /*
2799  * __cache_free
2800  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed
2801  * state, it must be in this state _before_ it is released.
2802  *
2803  * Called with disabled ints.
2804  */
2805 static inline void __cache_free(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
2806 {
2807         struct array_cache *ac = ac_data(cachep);
2808
2809         check_irq_off();
2810         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
2811
2812         /* Make sure we are not freeing a object from another
2813          * node to the array cache on this cpu.
2814          */
2815 #ifdef CONFIG_NUMA
2816         {
2817                 struct slab *slabp;
2818                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
2819                 if (unlikely(slabp->nodeid != numa_node_id())) {
2820                         struct array_cache *alien = NULL;
2821                         int nodeid = slabp->nodeid;
2822                         struct kmem_list3 *l3 =
2823                             cachep->nodelists[numa_node_id()];
2824
2825                         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
2826                         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
2827                                 alien = l3->alien[nodeid];
2828                                 spin_lock(&alien->lock);
2829                                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit))
2830                                         __drain_alien_cache(cachep,
2831                                                             alien, nodeid);
2832                                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
2833                                 spin_unlock(&alien->lock);
2834                         } else {
2835                                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
2836                                           list_lock);
2837                                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
2838                                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
2839                                             list_lock);
2840                         }
2841                         return;
2842                 }
2843         }
2844 #endif
2845         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
2846                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
2847                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
2848                 return;
2849         } else {
2850                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
2851                 cache_flusharray(cachep, ac);
2852                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
2853         }
2854 }
2855
2856 /**
2857  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
2858  * @cachep: The cache to allocate from.
2859  * @flags: See kmalloc().
2860  *
2861  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
2862  * if the cache has no available objects.
2863  */
2864 void *kmem_cache_alloc(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags)
2865 {
2866         return __cache_alloc(cachep, flags);
2867 }
2868 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2869
2870 /**
2871  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
2872  *      be a slab entry.
2873  * @cachep: the cache we're checking against
2874  * @ptr: pointer to validate
2875  *
2876  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
2877  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
2878  * part of the slab cache in question, but it at least
2879  * validates that the pointer can be dereferenced and
2880  * looks half-way sane.
2881  *
2882  * Currently only used for dentry validation.
2883  */
2884 int fastcall kmem_ptr_validate(kmem_cache_t *cachep, void *ptr)
2885 {
2886         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
2887         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
2888         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
2889         unsigned long size = cachep->buffer_size;
2890         struct page *page;
2891
2892         if (unlikely(addr < min_addr))
2893                 goto out;
2894         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
2895                 goto out;
2896         if (unlikely(addr & align_mask))
2897                 goto out;
2898         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
2899                 goto out;
2900         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
2901                 goto out;
2902         page = virt_to_page(ptr);
2903         if (unlikely(!PageSlab(page)))
2904                 goto out;
2905         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
2906                 goto out;
2907         return 1;
2908       out:
2909         return 0;
2910 }
2911
2912 #ifdef CONFIG_NUMA
2913 /**
2914  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
2915  * @cachep: The cache to allocate from.
2916  * @flags: See kmalloc().
2917  * @nodeid: node number of the target node.
2918  *
2919  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
2920  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
2921  * can improve the performance for cpu bound structures.
2922  * New and improved: it will now make sure that the object gets
2923  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
2924  */
2925 void *kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2926 {
2927         unsigned long save_flags;
2928         void *ptr;
2929
2930         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2931         local_irq_save(save_flags);
2932
2933         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
2934             !cachep->nodelists[nodeid])
2935                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
2936         else
2937                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
2938         local_irq_restore(save_flags);
2939
2940         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
2941                                            __builtin_return_address(0));
2942
2943         return ptr;
2944 }
2945 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2946
2947 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2948 {
2949         kmem_cache_t *cachep;
2950
2951         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
2952         if (unlikely(cachep == NULL))
2953                 return NULL;
2954         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
2955 }
2956 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
2957 #endif
2958
2959 /**
2960  * kmalloc - allocate memory
2961  * @size: how many bytes of memory are required.
2962  * @flags: the type of memory to allocate.
2963  *
2964  * kmalloc is the normal method of allocating memory
2965  * in the kernel.
2966  *
2967  * The @flags argument may be one of:
2968  *
2969  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
2970  *
2971  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
2972  *
2973  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
2974  *
2975  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
2976  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
2977  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
2978  * from the first 16MB.
2979  */
2980 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2981 {
2982         kmem_cache_t *cachep;
2983
2984         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
2985          * __ with kmem_.
2986          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
2987          * functions.
2988          */
2989         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
2990         if (unlikely(cachep == NULL))
2991                 return NULL;
2992         return __cache_alloc(cachep, flags);
2993 }
2994 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2995
2996 #ifdef CONFIG_SMP
2997 /**
2998  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
2999  * cpu in the system, zeroing them.
3000  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
3001  *
3002  * @size: how many bytes of memory are required.
3003  */
3004 void *__alloc_percpu(size_t size)
3005 {
3006         int i;
3007         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof(*pdata), GFP_KERNEL);
3008
3009         if (!pdata)
3010                 return NULL;
3011
3012         /*
3013          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
3014          * and we have no way of figuring out how to fix the array
3015          * that we have allocated then....
3016          */
3017         for_each_cpu(i) {
3018                 int node = cpu_to_node(i);
3019
3020                 if (node_online(node))
3021                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
3022                 else
3023                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
3024
3025                 if (!pdata->ptrs[i])
3026                         goto unwind_oom;
3027                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
3028         }
3029
3030         /* Catch derefs w/o wrappers */
3031         return (void *)(~(unsigned long)pdata);
3032
3033       unwind_oom:
3034         while (--i >= 0) {
3035                 if (!cpu_possible(i))
3036                         continue;
3037                 kfree(pdata->ptrs[i]);
3038         }
3039         kfree(pdata);
3040         return NULL;
3041 }
3042 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
3043 #endif
3044
3045 /**
3046  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3047  * @cachep: The cache the allocation was from.
3048  * @objp: The previously allocated object.
3049  *
3050  * Free an object which was previously allocated from this
3051  * cache.
3052  */
3053 void kmem_cache_free(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
3054 {
3055         unsigned long flags;
3056
3057         local_irq_save(flags);
3058         __cache_free(cachep, objp);
3059         local_irq_restore(flags);
3060 }
3061 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3062
3063 /**
3064  * kfree - free previously allocated memory
3065  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3066  *
3067  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3068  *
3069  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3070  * or you will run into trouble.
3071  */
3072 void kfree(const void *objp)
3073 {
3074         kmem_cache_t *c;
3075         unsigned long flags;
3076
3077         if (unlikely(!objp))
3078                 return;
3079         local_irq_save(flags);
3080         kfree_debugcheck(objp);
3081         c = page_get_cache(virt_to_page(objp));
3082         mutex_debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3083         __cache_free(c, (void *)objp);
3084         local_irq_restore(flags);
3085 }
3086 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3087
3088 #ifdef CONFIG_SMP
3089 /**
3090  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3091  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3092  *
3093  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3094  * The complemented objp is to check for that.
3095  */
3096 void free_percpu(const void *objp)
3097 {
3098         int i;
3099         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *)(~(unsigned long)objp);
3100
3101         /*
3102          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3103          */
3104         for_each_cpu(i)
3105             kfree(p->ptrs[i]);
3106         kfree(p);
3107 }
3108 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3109 #endif
3110
3111 unsigned int kmem_cache_size(kmem_cache_t *cachep)
3112 {
3113         return obj_size(cachep);
3114 }
3115 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3116
3117 const char *kmem_cache_name(kmem_cache_t *cachep)
3118 {
3119         return cachep->name;
3120 }
3121 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3122
3123 /*
3124  * This initializes kmem_list3 for all nodes.
3125  */
3126 static int alloc_kmemlist(kmem_cache_t *cachep)
3127 {
3128         int node;
3129         struct kmem_list3 *l3;
3130         int err = 0;
3131
3132         for_each_online_node(node) {
3133                 struct array_cache *nc = NULL, *new;
3134                 struct array_cache **new_alien = NULL;
3135 #ifdef CONFIG_NUMA
3136                 if (!(new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit)))
3137                         goto fail;
3138 #endif
3139                 if (!(new = alloc_arraycache(node, (cachep->shared *
3140                                                     cachep->batchcount),
3141                                              0xbaadf00d)))
3142                         goto fail;
3143                 if ((l3 = cachep->nodelists[node])) {
3144
3145                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3146
3147                         if ((nc = cachep->nodelists[node]->shared))
3148                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
3149
3150                         l3->shared = new;
3151                         if (!cachep->nodelists[node]->alien) {
3152                                 l3->alien = new_alien;
3153                                 new_alien = NULL;
3154                         }
3155                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3156                             cachep->batchcount + cachep->num;
3157                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3158                         kfree(nc);
3159                         free_alien_cache(new_alien);
3160                         continue;
3161                 }
3162                 if (!(l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
3163                                         GFP_KERNEL, node)))
3164                         goto fail;
3165
3166                 kmem_list3_init(l3);
3167                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3168                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3169                 l3->shared = new;
3170                 l3->alien = new_alien;
3171                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3172                     cachep->batchcount + cachep->num;
3173                 cachep->nodelists[node] = l3;
3174         }
3175         return err;
3176       fail:
3177         err = -ENOMEM;
3178         return err;
3179 }
3180
3181 struct ccupdate_struct {
3182         kmem_cache_t *cachep;
3183         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3184 };
3185
3186 static void do_ccupdate_local(void *info)
3187 {
3188         struct ccupdate_struct *new = (struct ccupdate_struct *)info;
3189         struct array_cache *old;
3190
3191         check_irq_off();
3192         old = ac_data(new->cachep);
3193
3194         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3195         new->new[smp_processor_id()] = old;
3196 }
3197
3198 static int do_tune_cpucache(kmem_cache_t *cachep, int limit, int batchcount,
3199                             int shared)
3200 {
3201         struct ccupdate_struct new;
3202         int i, err;
3203
3204         memset(&new.new, 0, sizeof(new.new));
3205         for_each_online_cpu(i) {
3206                 new.new[i] =
3207                     alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit, batchcount);
3208                 if (!new.new[i]) {
3209                         for (i--; i >= 0; i--)
3210                                 kfree(new.new[i]);
3211                         return -ENOMEM;
3212                 }
3213         }
3214         new.cachep = cachep;
3215
3216         smp_call_function_all_cpus(do_ccupdate_local, (void *)&new);
3217
3218         check_irq_on();
3219         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
3220         cachep->batchcount = batchcount;
3221         cachep->limit = limit;
3222         cachep->shared = shared;
3223         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
3224
3225         for_each_online_cpu(i) {
3226                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3227                 if (!ccold)
3228                         continue;
3229                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3230                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3231                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3232                 kfree(ccold);
3233         }
3234
3235         err = alloc_kmemlist(cachep);
3236         if (err) {
3237                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3238                        cachep->name, -err);
3239                 BUG();
3240         }
3241         return 0;
3242 }
3243
3244 static void enable_cpucache(kmem_cache_t *cachep)
3245 {
3246         int err;
3247         int limit, shared;
3248
3249         /* The head array serves three purposes:
3250          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3251          * - reduce the number of spinlock operations.
3252          * - reduce the number of linked list operations on the slab and 
3253          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3254          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3255          * Bonwick.
3256          */
3257         if (cachep->buffer_size > 131072)
3258                 limit = 1;
3259         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3260                 limit = 8;
3261         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3262                 limit = 24;
3263         else if (cachep->buffer_size > 256)
3264                 limit = 54;
3265         else
3266                 limit = 120;
3267
3268         /* Cpu bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3269          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3270          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3271          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3272          * replaces Bonwick's magazine layer.
3273          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3274          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3275          */
3276         shared = 0;
3277 #ifdef CONFIG_SMP
3278         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3279                 shared = 8;
3280 #endif
3281
3282 #if DEBUG
3283         /* With debugging enabled, large batchcount lead to excessively
3284          * long periods with disabled local interrupts. Limit the 
3285          * batchcount
3286          */
3287         if (limit > 32)
3288                 limit = 32;
3289 #endif
3290         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3291         if (err)
3292                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3293                        cachep->name, -err);
3294 }
3295
3296 static void drain_array_locked(kmem_cache_t *cachep, struct array_cache *ac,
3297                                 int force, int node)
3298 {
3299         int tofree;
3300
3301         check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3302         if (ac->touched && !force) {
3303                 ac->touched = 0;
3304         } else if (ac->avail) {
3305                 tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3306                 if (tofree > ac->avail) {
3307                         tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3308                 }
3309                 free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3310                 ac->avail -= tofree;
3311                 memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3312                         sizeof(void *) * ac->avail);
3313         }
3314 }
3315
3316 /**
3317  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3318  * @unused: unused parameter
3319  *
3320  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3321  * Purpose:
3322  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3323  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3324  *
3325  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll
3326  * try again on the next iteration.
3327  */
3328 static void cache_reap(void *unused)
3329 {
3330         struct list_head *walk;
3331         struct kmem_list3 *l3;
3332
3333         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3334                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3335                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3336                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3337                 return;
3338         }
3339
3340         list_for_each(walk, &cache_chain) {
3341                 kmem_cache_t *searchp;
3342                 struct list_head *p;
3343                 int tofree;
3344                 struct slab *slabp;
3345
3346                 searchp = list_entry(walk, kmem_cache_t, next);
3347
3348                 if (searchp->flags & SLAB_NO_REAP)
3349                         goto next;
3350
3351                 check_irq_on();
3352
3353                 l3 = searchp->nodelists[numa_node_id()];
3354                 if (l3->alien)
3355                         drain_alien_cache(searchp, l3);
3356                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3357
3358                 drain_array_locked(searchp, ac_data(searchp), 0,
3359                                    numa_node_id());
3360
3361                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3362                         goto next_unlock;
3363
3364                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3365
3366                 if (l3->shared)
3367                         drain_array_locked(searchp, l3->shared, 0,
3368                                            numa_node_id());
3369
3370                 if (l3->free_touched) {
3371                         l3->free_touched = 0;
3372                         goto next_unlock;
3373                 }
3374
3375                 tofree =
3376                     (l3->free_limit + 5 * searchp->num -
3377                      1) / (5 * searchp->num);
3378                 do {
3379                         p = l3->slabs_free.next;
3380                         if (p == &(l3->slabs_free))
3381                                 break;
3382
3383                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3384                         BUG_ON(slabp->inuse);
3385                         list_del(&slabp->list);
3386                         STATS_INC_REAPED(searchp);
3387
3388                         /* Safe to drop the lock. The slab is no longer
3389                          * linked to the cache.
3390                          * searchp cannot disappear, we hold
3391                          * cache_chain_lock
3392                          */
3393                         l3->free_objects -= searchp->num;
3394                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3395                         slab_destroy(searchp, slabp);
3396                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3397                 } while (--tofree > 0);
3398               next_unlock:
3399                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3400               next:
3401                 cond_resched();
3402         }
3403         check_irq_on();
3404         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3405         drain_remote_pages();
3406         /* Setup the next iteration */
3407         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3408 }
3409
3410 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3411
3412 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3413 {
3414         /*
3415          * Output format version, so at least we can change it
3416          * without _too_ many complaints.
3417          */
3418 #if STATS
3419         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3420 #else
3421         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3422 #endif
3423         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3424                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3425         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3426         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3427 #if STATS
3428         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3429                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees>");
3430         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3431 #endif
3432         seq_putc(m, '\n');
3433 }
3434
3435 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3436 {
3437         loff_t n = *pos;
3438         struct list_head *p;
3439
3440         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3441         if (!n)
3442                 print_slabinfo_header(m);
3443         p = cache_chain.next;
3444         while (n--) {
3445                 p = p->next;
3446                 if (p == &cache_chain)
3447                         return NULL;
3448         }
3449         return list_entry(p, kmem_cache_t, next);
3450 }
3451
3452 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3453 {
3454         kmem_cache_t *cachep = p;
3455         ++*pos;
3456         return cachep->next.next == &cache_chain ? NULL
3457             : list_entry(cachep->next.next, kmem_cache_t, next);
3458 }
3459
3460 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3461 {
3462         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3463 }
3464
3465 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3466 {
3467         kmem_cache_t *cachep = p;
3468         struct list_head *q;
3469         struct slab *slabp;
3470         unsigned long active_objs;
3471         unsigned long num_objs;
3472         unsigned long active_slabs = 0;
3473         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3474         const char *name;
3475         char *error = NULL;
3476         int node;
3477         struct kmem_list3 *l3;
3478
3479         check_irq_on();
3480         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
3481         active_objs = 0;
3482         num_slabs = 0;
3483         for_each_online_node(node) {
3484                 l3 = cachep->nodelists[node];
3485                 if (!l3)
3486                         continue;
3487
3488                 spin_lock(&l3->list_lock);
3489
3490                 list_for_each(q, &l3->slabs_full) {
3491                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3492                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3493                                 error = "slabs_full accounting error";
3494                         active_objs += cachep->num;
3495                         active_slabs++;
3496                 }
3497                 list_for_each(q, &l3->slabs_partial) {
3498                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3499                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3500                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3501                         if (!slabp->inuse && !error)
3502                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3503                         active_objs += slabp->inuse;
3504                         active_slabs++;
3505                 }
3506                 list_for_each(q, &l3->slabs_free) {
3507                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3508                         if (slabp->inuse && !error)
3509                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3510                         num_slabs++;
3511                 }
3512                 free_objects += l3->free_objects;
3513                 shared_avail += l3->shared->avail;
3514
3515                 spin_unlock(&l3->list_lock);
3516         }
3517         num_slabs += active_slabs;
3518         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3519         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3520                 error = "free_objects accounting error";
3521
3522         name = cachep->name;
3523         if (error)
3524                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3525
3526         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3527                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3528                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3529         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3530                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3531         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3532                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3533 #if STATS
3534         {                       /* list3 stats */
3535                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3536                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3537                 unsigned long grown = cachep->grown;
3538                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3539                 unsigned long errors = cachep->errors;
3540                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3541                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3542                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3543
3544                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3545                                 %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown, reaped, errors, max_freeable, node_allocs, node_frees);
3546         }
3547         /* cpu stats */
3548         {
3549                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3550                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3551                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3552                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3553
3554                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3555                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3556         }
3557 #endif
3558         seq_putc(m, '\n');
3559         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
3560         return 0;
3561 }
3562
3563 /*
3564  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3565  *
3566  * Output layout:
3567  * cache-name
3568  * num-active-objs
3569  * total-objs
3570  * object size
3571  * num-active-slabs
3572  * total-slabs
3573  * num-pages-per-slab
3574  * + further values on SMP and with statistics enabled
3575  */
3576
3577 struct seq_operations slabinfo_op = {
3578         .start = s_start,
3579         .next = s_next,
3580         .stop = s_stop,
3581         .show = s_show,
3582 };
3583
3584 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3585 /**
3586  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3587  * @file: unused
3588  * @buffer: user buffer
3589  * @count: data length
3590  * @ppos: unused
3591  */
3592 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
3593                        size_t count, loff_t *ppos)
3594 {
3595         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
3596         int limit, batchcount, shared, res;
3597         struct list_head *p;
3598
3599         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3600                 return -EINVAL;
3601         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3602                 return -EFAULT;
3603         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
3604
3605         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3606         if (!tmp)
3607                 return -EINVAL;
3608         *tmp = '\0';
3609         tmp++;
3610         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3611                 return -EINVAL;
3612
3613         /* Find the cache in the chain of caches. */
3614         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3615         res = -EINVAL;
3616         list_for_each(p, &cache_chain) {
3617                 kmem_cache_t *cachep = list_entry(p, kmem_cache_t, next);
3618
3619                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3620                         if (limit < 1 ||
3621                             batchcount < 1 ||
3622                             batchcount > limit || shared < 0) {
3623                                 res = 0;
3624                         } else {
3625                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
3626                                                        batchcount, shared);
3627                         }
3628                         break;
3629                 }
3630         }
3631         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3632         if (res >= 0)
3633                 res = count;
3634         return res;
3635 }
3636 #endif
3637
3638 /**
3639  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
3640  * @objp: Pointer to the object
3641  *
3642  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
3643  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
3644  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
3645  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
3646  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
3647  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
3648  * must not be freed during the duration of the call.
3649  */
3650 unsigned int ksize(const void *objp)
3651 {
3652         if (unlikely(objp == NULL))
3653                 return 0;
3654
3655         return obj_size(page_get_cache(virt_to_page(objp)));
3656 }