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