[PATCH] NUMA slab locking fixes: irq disabling from cahep->spinlock to l3 lock
[linux-2.6-microblaze.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 struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/config.h>
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/seq_file.h>
98 #include        <linux/notifier.h>
99 #include        <linux/kallsyms.h>
100 #include        <linux/cpu.h>
101 #include        <linux/sysctl.h>
102 #include        <linux/module.h>
103 #include        <linux/rcupdate.h>
104 #include        <linux/string.h>
105 #include        <linux/nodemask.h>
106 #include        <linux/mempolicy.h>
107 #include        <linux/mutex.h>
108
109 #include        <asm/uaccess.h>
110 #include        <asm/cacheflush.h>
111 #include        <asm/tlbflush.h>
112 #include        <asm/page.h>
113
114 /*
115  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
116  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
117  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
118  *
119  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
120  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
121  *
122  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
123  */
124
125 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
126 #define DEBUG           1
127 #define STATS           1
128 #define FORCED_DEBUG    1
129 #else
130 #define DEBUG           0
131 #define STATS           0
132 #define FORCED_DEBUG    0
133 #endif
134
135 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
136 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
137
138 #ifndef cache_line_size
139 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
140 #endif
141
142 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
143 /*
144  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
145  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
146  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
147  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
148  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
149  * Note that this flag disables some debug features.
150  */
151 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
152 #endif
153
154 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
155 /*
156  * Enforce a minimum alignment for all caches.
157  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
158  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
159  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
160  * some debug features.
161  */
162 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
163 #endif
164
165 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
166 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
167 #endif
168
169 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
170 #if DEBUG
171 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
172                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
173                          SLAB_NO_REAP | SLAB_CACHE_DMA | \
174                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
175                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
176                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
177 #else
178 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_REAP | \
179                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
180                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
181                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
182 #endif
183
184 /*
185  * kmem_bufctl_t:
186  *
187  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
188  * linked offsets.
189  *
190  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
191  * slab an object belongs to.
192  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
193  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
194  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
195  * that does not use off-slab slabs.
196  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
197  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
198  * to have too many per slab.
199  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
200  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
201  */
202
203 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
204 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
205 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
206 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
207
208 /* Max number of objs-per-slab for caches which use off-slab slabs.
209  * Needed to avoid a possible looping condition in cache_grow().
210  */
211 static unsigned long offslab_limit;
212
213 /*
214  * struct slab
215  *
216  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
217  * for a slab, or allocated from an general cache.
218  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
219  */
220 struct slab {
221         struct list_head list;
222         unsigned long colouroff;
223         void *s_mem;            /* including colour offset */
224         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
225         kmem_bufctl_t free;
226         unsigned short nodeid;
227 };
228
229 /*
230  * struct slab_rcu
231  *
232  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
233  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
234  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
235  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
236  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
237  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
238  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
239  *
240  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
241  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
242  *
243  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
244  */
245 struct slab_rcu {
246         struct rcu_head head;
247         struct kmem_cache *cachep;
248         void *addr;
249 };
250
251 /*
252  * struct array_cache
253  *
254  * Purpose:
255  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
256  * - reduce the number of linked list operations
257  * - reduce spinlock operations
258  *
259  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
260  * footprint.
261  *
262  */
263 struct array_cache {
264         unsigned int avail;
265         unsigned int limit;
266         unsigned int batchcount;
267         unsigned int touched;
268         spinlock_t lock;
269         void *entry[0];         /*
270                                  * Must have this definition in here for the proper
271                                  * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
272                                  * the entries.
273                                  * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
274                                  */
275 };
276
277 /* bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore,
278  * but the cpuarrays are allocated from the generic caches...
279  */
280 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
281 struct arraycache_init {
282         struct array_cache cache;
283         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
284 };
285
286 /*
287  * The slab lists for all objects.
288  */
289 struct kmem_list3 {
290         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
291         struct list_head slabs_full;
292         struct list_head slabs_free;
293         unsigned long free_objects;
294         unsigned long next_reap;
295         int free_touched;
296         unsigned int free_limit;
297         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
298         spinlock_t list_lock;
299         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
300         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
301 };
302
303 /*
304  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
305  */
306 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
307 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
308 #define CACHE_CACHE 0
309 #define SIZE_AC 1
310 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
311
312 /*
313  * This function must be completely optimized away if
314  * a constant is passed to it. Mostly the same as
315  * what is in linux/slab.h except it returns an
316  * index.
317  */
318 static __always_inline int index_of(const size_t size)
319 {
320         extern void __bad_size(void);
321
322         if (__builtin_constant_p(size)) {
323                 int i = 0;
324
325 #define CACHE(x) \
326         if (size <=x) \
327                 return i; \
328         else \
329                 i++;
330 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
331 #undef CACHE
332                 __bad_size();
333         } else
334                 __bad_size();
335         return 0;
336 }
337
338 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
339 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
340
341 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
342 {
343         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
344         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
345         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
346         parent->shared = NULL;
347         parent->alien = NULL;
348         parent->colour_next = 0;
349         spin_lock_init(&parent->list_lock);
350         parent->free_objects = 0;
351         parent->free_touched = 0;
352 }
353
354 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)  \
355         do {    \
356                 INIT_LIST_HEAD(listp);          \
357                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
358         } while (0)
359
360 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                     \
361         do {                                    \
362         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
363         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
364         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
365         } while (0)
366
367 /*
368  * struct kmem_cache
369  *
370  * manages a cache.
371  */
372
373 struct kmem_cache {
374 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
375         struct array_cache *array[NR_CPUS];
376         unsigned int batchcount;
377         unsigned int limit;
378         unsigned int shared;
379         unsigned int buffer_size;
380 /* 2) touched by every alloc & free from the backend */
381         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
382         unsigned int flags;     /* constant flags */
383         unsigned int num;       /* # of objs per slab */
384         spinlock_t spinlock;
385
386 /* 3) cache_grow/shrink */
387         /* order of pgs per slab (2^n) */
388         unsigned int gfporder;
389
390         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
391         gfp_t gfpflags;
392
393         size_t colour;          /* cache colouring range */
394         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
395         struct kmem_cache *slabp_cache;
396         unsigned int slab_size;
397         unsigned int dflags;    /* dynamic flags */
398
399         /* constructor func */
400         void (*ctor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
401
402         /* de-constructor func */
403         void (*dtor) (void *, struct kmem_cache *, unsigned long);
404
405 /* 4) cache creation/removal */
406         const char *name;
407         struct list_head next;
408
409 /* 5) statistics */
410 #if STATS
411         unsigned long num_active;
412         unsigned long num_allocations;
413         unsigned long high_mark;
414         unsigned long grown;
415         unsigned long reaped;
416         unsigned long errors;
417         unsigned long max_freeable;
418         unsigned long node_allocs;
419         unsigned long node_frees;
420         atomic_t allochit;
421         atomic_t allocmiss;
422         atomic_t freehit;
423         atomic_t freemiss;
424 #endif
425 #if DEBUG
426         /*
427          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
428          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
429          * object size including these internal fields, the following two
430          * variables contain the offset to the user object and its size.
431          */
432         int obj_offset;
433         int obj_size;
434 #endif
435 };
436
437 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
438 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
439
440 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
441 /* Optimization question: fewer reaps means less 
442  * probability for unnessary cpucache drain/refill cycles.
443  *
444  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
445  * which could lock up otherwise freeable slabs.
446  */
447 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
448 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
449
450 #if STATS
451 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
452 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
453 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
454 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
455 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
456 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { if ((x)->num_active > (x)->high_mark) \
457                                         (x)->high_mark = (x)->num_active; \
458                                 } while (0)
459 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
460 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
461 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
462 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
463                                 do { if ((x)->max_freeable < i) \
464                                         (x)->max_freeable = i; \
465                                 } while (0)
466
467 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
468 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
469 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
470 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
471 #else
472 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
473 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
474 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
475 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
476 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
477 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
478 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
479 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
480 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
481 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
482                                 do { } while (0)
483
484 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
485 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
486 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
487 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
488 #endif
489
490 #if DEBUG
491 /* Magic nums for obj red zoning.
492  * Placed in the first word before and the first word after an obj.
493  */
494 #define RED_INACTIVE    0x5A2CF071UL    /* when obj is inactive */
495 #define RED_ACTIVE      0x170FC2A5UL    /* when obj is active */
496
497 /* ...and for poisoning */
498 #define POISON_INUSE    0x5a    /* for use-uninitialised poisoning */
499 #define POISON_FREE     0x6b    /* for use-after-free poisoning */
500 #define POISON_END      0xa5    /* end-byte of poisoning */
501
502 /* memory layout of objects:
503  * 0            : objp
504  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
505  *              the end of an object is aligned with the end of the real
506  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
507  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
508  *              redzone word.
509  * cachep->obj_offset: The real object.
510  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
511  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address [BYTES_PER_WORD long]
512  */
513 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
514 {
515         return cachep->obj_offset;
516 }
517
518 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
519 {
520         return cachep->obj_size;
521 }
522
523 static unsigned long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
524 {
525         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
526         return (unsigned long*) (objp+obj_offset(cachep)-BYTES_PER_WORD);
527 }
528
529 static unsigned long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
530 {
531         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
532         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
533                 return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size -
534                                          2 * BYTES_PER_WORD);
535         return (unsigned long *)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
536 }
537
538 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
539 {
540         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
541         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
542 }
543
544 #else
545
546 #define obj_offset(x)                   0
547 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
548 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
549 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
550 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
551
552 #endif
553
554 /*
555  * Maximum size of an obj (in 2^order pages)
556  * and absolute limit for the gfp order.
557  */
558 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
559 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
560 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
561 #elif defined(CONFIG_MMU)
562 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
563 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
564 #else
565 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
566 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
567 #endif
568
569 /*
570  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
571  */
572 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
573 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
574 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
575
576 /* Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the
577  * global 'mem_map'. These are used to find the slab an obj belongs to.
578  * With kfree(), these are used to find the cache which an obj belongs to.
579  */
580 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
581 {
582         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
583 }
584
585 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
586 {
587         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
588 }
589
590 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
591 {
592         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
593 }
594
595 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
596 {
597         return (struct slab *)page->lru.prev;
598 }
599
600 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
601 {
602         struct page *page = virt_to_page(obj);
603         return page_get_cache(page);
604 }
605
606 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
607 {
608         struct page *page = virt_to_page(obj);
609         return page_get_slab(page);
610 }
611
612 /* These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes. */
613 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
614 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
615 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
616         CACHE(ULONG_MAX)
617 #undef CACHE
618 };
619 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
620
621 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
622 struct cache_names {
623         char *name;
624         char *name_dma;
625 };
626
627 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
628 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
629 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
630         {NULL,}
631 #undef CACHE
632 };
633
634 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
635     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
636 static struct arraycache_init initarray_generic =
637     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
638
639 /* internal cache of cache description objs */
640 static struct kmem_cache cache_cache = {
641         .batchcount = 1,
642         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
643         .shared = 1,
644         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
645         .flags = SLAB_NO_REAP,
646         .spinlock = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
647         .name = "kmem_cache",
648 #if DEBUG
649         .obj_size = sizeof(struct kmem_cache),
650 #endif
651 };
652
653 /* Guard access to the cache-chain. */
654 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
655 static struct list_head cache_chain;
656
657 /*
658  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many
659  * slab-allocated pages are possibly freeable under pressure
660  *
661  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
662  */
663 atomic_t slab_reclaim_pages;
664
665 /*
666  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
667  * until the general caches are up.
668  */
669 static enum {
670         NONE,
671         PARTIAL_AC,
672         PARTIAL_L3,
673         FULL
674 } g_cpucache_up;
675
676 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
677
678 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len, int node);
679 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep);
680 static void cache_reap(void *unused);
681 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node);
682
683 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
684 {
685         return cachep->array[smp_processor_id()];
686 }
687
688 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
689 {
690         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
691
692 #if DEBUG
693         /* This happens if someone tries to call
694          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
695          * the generic caches are initialized.
696          */
697         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
698 #endif
699         while (size > csizep->cs_size)
700                 csizep++;
701
702         /*
703          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
704          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
705          * for large kmalloc calls required.
706          */
707         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
708                 return csizep->cs_dmacachep;
709         return csizep->cs_cachep;
710 }
711
712 struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
713 {
714         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
715 }
716 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
717
718 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
719 {
720         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
721 }
722
723 /* Calculate the number of objects and left-over bytes for a given
724    buffer size. */
725 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
726                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
727                            unsigned int *num)
728 {
729         int nr_objs;
730         size_t mgmt_size;
731         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
732
733         /*
734          * The slab management structure can be either off the slab or
735          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
736          * slab is used for:
737          *
738          * - The struct slab
739          * - One kmem_bufctl_t for each object
740          * - Padding to respect alignment of @align
741          * - @buffer_size bytes for each object
742          *
743          * If the slab management structure is off the slab, then the
744          * alignment will already be calculated into the size. Because
745          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
746          * correct alignment when allocated.
747          */
748         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
749                 mgmt_size = 0;
750                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
751
752                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
753                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
754         } else {
755                 /*
756                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
757                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
758                  * least @align. In the worst case, this result will
759                  * be one greater than the number of objects that fit
760                  * into the memory allocation when taking the padding
761                  * into account.
762                  */
763                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
764                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
765
766                 /*
767                  * This calculated number will be either the right
768                  * amount, or one greater than what we want.
769                  */
770                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
771                        > slab_size)
772                         nr_objs--;
773
774                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
775                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
776
777                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
778         }
779         *num = nr_objs;
780         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
781 }
782
783 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
784
785 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep, char *msg)
786 {
787         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
788                function, cachep->name, msg);
789         dump_stack();
790 }
791
792 /*
793  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
794  * via the workqueue/eventd.
795  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
796  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
797  * lock.
798  */
799 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
800 {
801         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
802
803         /*
804          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
805          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
806          * at that time.
807          */
808         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
809                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
810                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
811         }
812 }
813
814 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
815                                             int batchcount)
816 {
817         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
818         struct array_cache *nc = NULL;
819
820         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
821         if (nc) {
822                 nc->avail = 0;
823                 nc->limit = entries;
824                 nc->batchcount = batchcount;
825                 nc->touched = 0;
826                 spin_lock_init(&nc->lock);
827         }
828         return nc;
829 }
830
831 #ifdef CONFIG_NUMA
832 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
833
834 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
835 {
836         struct array_cache **ac_ptr;
837         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
838         int i;
839
840         if (limit > 1)
841                 limit = 12;
842         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
843         if (ac_ptr) {
844                 for_each_node(i) {
845                         if (i == node || !node_online(i)) {
846                                 ac_ptr[i] = NULL;
847                                 continue;
848                         }
849                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
850                         if (!ac_ptr[i]) {
851                                 for (i--; i <= 0; i--)
852                                         kfree(ac_ptr[i]);
853                                 kfree(ac_ptr);
854                                 return NULL;
855                         }
856                 }
857         }
858         return ac_ptr;
859 }
860
861 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
862 {
863         int i;
864
865         if (!ac_ptr)
866                 return;
867
868         for_each_node(i)
869             kfree(ac_ptr[i]);
870
871         kfree(ac_ptr);
872 }
873
874 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
875                                 struct array_cache *ac, int node)
876 {
877         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
878
879         if (ac->avail) {
880                 spin_lock(&rl3->list_lock);
881                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
882                 ac->avail = 0;
883                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
884         }
885 }
886
887 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
888 {
889         int i = 0;
890         struct array_cache *ac;
891         unsigned long flags;
892
893         for_each_online_node(i) {
894                 ac = l3->alien[i];
895                 if (ac) {
896                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
897                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
898                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
899                 }
900         }
901 }
902 #else
903 #define alloc_alien_cache(node, limit) do { } while (0)
904 #define free_alien_cache(ac_ptr) do { } while (0)
905 #define drain_alien_cache(cachep, l3) do { } while (0)
906 #endif
907
908 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
909                                     unsigned long action, void *hcpu)
910 {
911         long cpu = (long)hcpu;
912         struct kmem_cache *cachep;
913         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
914         int node = cpu_to_node(cpu);
915         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
916
917         switch (action) {
918         case CPU_UP_PREPARE:
919                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
920                 /* we need to do this right in the beginning since
921                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
922                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
923                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
924                  */
925
926                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
927                         /* setup the size64 kmemlist for cpu before we can
928                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
929                          * node has not already allocated this
930                          */
931                         if (!cachep->nodelists[node]) {
932                                 if (!(l3 = kmalloc_node(memsize,
933                                                         GFP_KERNEL, node)))
934                                         goto bad;
935                                 kmem_list3_init(l3);
936                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
937                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
938
939                                 cachep->nodelists[node] = l3;
940                         }
941
942                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
943                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
944                             (1 + nr_cpus_node(node)) *
945                             cachep->batchcount + cachep->num;
946                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
947                 }
948
949                 /* Now we can go ahead with allocating the shared array's
950                    & array cache's */
951                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
952                         struct array_cache *nc;
953
954                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
955                                               cachep->batchcount);
956                         if (!nc)
957                                 goto bad;
958                         cachep->array[cpu] = nc;
959
960                         l3 = cachep->nodelists[node];
961                         BUG_ON(!l3);
962                         if (!l3->shared) {
963                                 if (!(nc = alloc_arraycache(node,
964                                                             cachep->shared *
965                                                             cachep->batchcount,
966                                                             0xbaadf00d)))
967                                         goto bad;
968
969                                 /* we are serialised from CPU_DEAD or
970                                    CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock */
971                                 l3->shared = nc;
972                         }
973                 }
974                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
975                 break;
976         case CPU_ONLINE:
977                 start_cpu_timer(cpu);
978                 break;
979 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
980         case CPU_DEAD:
981                 /* fall thru */
982         case CPU_UP_CANCELED:
983                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
984
985                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
986                         struct array_cache *nc;
987                         cpumask_t mask;
988
989                         mask = node_to_cpumask(node);
990                         spin_lock(&cachep->spinlock);
991                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
992                         nc = cachep->array[cpu];
993                         cachep->array[cpu] = NULL;
994                         l3 = cachep->nodelists[node];
995
996                         if (!l3)
997                                 goto unlock_cache;
998
999                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1000
1001                         /* Free limit for this kmem_list3 */
1002                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1003                         if (nc)
1004                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1005
1006                         if (!cpus_empty(mask)) {
1007                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1008                                 goto unlock_cache;
1009                         }
1010
1011                         if (l3->shared) {
1012                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
1013                                            l3->shared->avail, node);
1014                                 kfree(l3->shared);
1015                                 l3->shared = NULL;
1016                         }
1017                         if (l3->alien) {
1018                                 drain_alien_cache(cachep, l3);
1019                                 free_alien_cache(l3->alien);
1020                                 l3->alien = NULL;
1021                         }
1022
1023                         /* free slabs belonging to this node */
1024                         if (__node_shrink(cachep, node)) {
1025                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
1026                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1027                                 kfree(l3);
1028                         } else {
1029                                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1030                         }
1031                       unlock_cache:
1032                         spin_unlock(&cachep->spinlock);
1033                         kfree(nc);
1034                 }
1035                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1036                 break;
1037 #endif
1038         }
1039         return NOTIFY_OK;
1040       bad:
1041         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1042         return NOTIFY_BAD;
1043 }
1044
1045 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
1046
1047 /*
1048  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1049  */
1050 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list, int nodeid)
1051 {
1052         struct kmem_list3 *ptr;
1053
1054         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1055         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1056         BUG_ON(!ptr);
1057
1058         local_irq_disable();
1059         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1060         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1061         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1062         local_irq_enable();
1063 }
1064
1065 /* Initialisation.
1066  * Called after the gfp() functions have been enabled, and before smp_init().
1067  */
1068 void __init kmem_cache_init(void)
1069 {
1070         size_t left_over;
1071         struct cache_sizes *sizes;
1072         struct cache_names *names;
1073         int i;
1074
1075         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1076                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1077                 if (i < MAX_NUMNODES)
1078                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1079         }
1080
1081         /*
1082          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1083          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1084          */
1085         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1086                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1087
1088         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1089          * from caches that do not exist yet:
1090          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct kmem_cache
1091          *    structures of all caches, except cache_cache itself: cache_cache
1092          *    is statically allocated.
1093          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1094          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1095          *    array at the end of the bootstrap.
1096          * 2) Create the first kmalloc cache.
1097          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1098          *    An __init data area is used for the head array.
1099          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1100          *    head arrays.
1101          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1102          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1103          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1104          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1105          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1106          */
1107
1108         /* 1) create the cache_cache */
1109         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1110         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1111         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1112         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1113         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1114
1115         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size, cache_line_size());
1116
1117         cache_estimate(0, cache_cache.buffer_size, cache_line_size(), 0,
1118                        &left_over, &cache_cache.num);
1119         if (!cache_cache.num)
1120                 BUG();
1121
1122         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1123         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1124                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1125
1126         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1127         sizes = malloc_sizes;
1128         names = cache_names;
1129
1130         /* Initialize the caches that provide memory for the array cache
1131          * and the kmem_list3 structures first.
1132          * Without this, further allocations will bug
1133          */
1134
1135         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1136                                                       sizes[INDEX_AC].cs_size,
1137                                                       ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1138                                                       (ARCH_KMALLOC_FLAGS |
1139                                                        SLAB_PANIC), NULL, NULL);
1140
1141         if (INDEX_AC != INDEX_L3)
1142                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1143                     kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1144                                       sizes[INDEX_L3].cs_size,
1145                                       ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1146                                       (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_PANIC), NULL,
1147                                       NULL);
1148
1149         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1150                 /*
1151                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1152                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1153                  * eliminates "false sharing".
1154                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1155                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1156                  */
1157                 if (!sizes->cs_cachep)
1158                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1159                                                              sizes->cs_size,
1160                                                              ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1161                                                              (ARCH_KMALLOC_FLAGS
1162                                                               | SLAB_PANIC),
1163                                                              NULL, NULL);
1164
1165                 /* Inc off-slab bufctl limit until the ceiling is hit. */
1166                 if (!(OFF_SLAB(sizes->cs_cachep))) {
1167                         offslab_limit = sizes->cs_size - sizeof(struct slab);
1168                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1169                 }
1170
1171                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1172                                                         sizes->cs_size,
1173                                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1174                                                         (ARCH_KMALLOC_FLAGS |
1175                                                          SLAB_CACHE_DMA |
1176                                                          SLAB_PANIC), NULL,
1177                                                         NULL);
1178
1179                 sizes++;
1180                 names++;
1181         }
1182         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1183         {
1184                 void *ptr;
1185
1186                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1187
1188                 local_irq_disable();
1189                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1190                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1191                        sizeof(struct arraycache_init));
1192                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1193                 local_irq_enable();
1194
1195                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1196
1197                 local_irq_disable();
1198                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1199                        != &initarray_generic.cache);
1200                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1201                        sizeof(struct arraycache_init));
1202                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1203                     ptr;
1204                 local_irq_enable();
1205         }
1206         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1207         {
1208                 int node;
1209                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1210                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1211                           numa_node_id());
1212
1213                 for_each_online_node(node) {
1214                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1215                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1216
1217                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1218                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1219                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1220                                           node);
1221                         }
1222                 }
1223         }
1224
1225         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1226         {
1227                 struct kmem_cache *cachep;
1228                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1229                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1230                     enable_cpucache(cachep);
1231                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1232         }
1233
1234         /* Done! */
1235         g_cpucache_up = FULL;
1236
1237         /* Register a cpu startup notifier callback
1238          * that initializes cpu_cache_get for all new cpus
1239          */
1240         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1241
1242         /* The reap timers are started later, with a module init call:
1243          * That part of the kernel is not yet operational.
1244          */
1245 }
1246
1247 static int __init cpucache_init(void)
1248 {
1249         int cpu;
1250
1251         /* 
1252          * Register the timers that return unneeded
1253          * pages to gfp.
1254          */
1255         for_each_online_cpu(cpu)
1256             start_cpu_timer(cpu);
1257
1258         return 0;
1259 }
1260
1261 __initcall(cpucache_init);
1262
1263 /*
1264  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1265  *
1266  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1267  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1268  * would be relatively rare and ignorable.
1269  */
1270 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1271 {
1272         struct page *page;
1273         void *addr;
1274         int i;
1275
1276         flags |= cachep->gfpflags;
1277         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1278         if (!page)
1279                 return NULL;
1280         addr = page_address(page);
1281
1282         i = (1 << cachep->gfporder);
1283         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1284                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
1285         add_page_state(nr_slab, i);
1286         while (i--) {
1287                 SetPageSlab(page);
1288                 page++;
1289         }
1290         return addr;
1291 }
1292
1293 /*
1294  * Interface to system's page release.
1295  */
1296 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1297 {
1298         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1299         struct page *page = virt_to_page(addr);
1300         const unsigned long nr_freed = i;
1301
1302         while (i--) {
1303                 if (!TestClearPageSlab(page))
1304                         BUG();
1305                 page++;
1306         }
1307         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
1308         if (current->reclaim_state)
1309                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1310         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1311         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1312                 atomic_sub(1 << cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1313 }
1314
1315 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1316 {
1317         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1318         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1319
1320         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1321         if (OFF_SLAB(cachep))
1322                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1323 }
1324
1325 #if DEBUG
1326
1327 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1328 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1329                             unsigned long caller)
1330 {
1331         int size = obj_size(cachep);
1332
1333         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1334
1335         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1336                 return;
1337
1338         *addr++ = 0x12345678;
1339         *addr++ = caller;
1340         *addr++ = smp_processor_id();
1341         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1342         {
1343                 unsigned long *sptr = &caller;
1344                 unsigned long svalue;
1345
1346                 while (!kstack_end(sptr)) {
1347                         svalue = *sptr++;
1348                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1349                                 *addr++ = svalue;
1350                                 size -= sizeof(unsigned long);
1351                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1352                                         break;
1353                         }
1354                 }
1355
1356         }
1357         *addr++ = 0x87654321;
1358 }
1359 #endif
1360
1361 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1362 {
1363         int size = obj_size(cachep);
1364         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1365
1366         memset(addr, val, size);
1367         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1368 }
1369
1370 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1371 {
1372         int i;
1373         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1374         for (i = 0; i < limit; i++) {
1375                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1376         }
1377         printk("\n");
1378 }
1379 #endif
1380
1381 #if DEBUG
1382
1383 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1384 {
1385         int i, size;
1386         char *realobj;
1387
1388         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1389                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1390                        *dbg_redzone1(cachep, objp),
1391                        *dbg_redzone2(cachep, objp));
1392         }
1393
1394         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1395                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1396                        *dbg_userword(cachep, objp));
1397                 print_symbol("(%s)",
1398                              (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1399                 printk("\n");
1400         }
1401         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1402         size = obj_size(cachep);
1403         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1404                 int limit;
1405                 limit = 16;
1406                 if (i + limit > size)
1407                         limit = size - i;
1408                 dump_line(realobj, i, limit);
1409         }
1410 }
1411
1412 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1413 {
1414         char *realobj;
1415         int size, i;
1416         int lines = 0;
1417
1418         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1419         size = obj_size(cachep);
1420
1421         for (i = 0; i < size; i++) {
1422                 char exp = POISON_FREE;
1423                 if (i == size - 1)
1424                         exp = POISON_END;
1425                 if (realobj[i] != exp) {
1426                         int limit;
1427                         /* Mismatch ! */
1428                         /* Print header */
1429                         if (lines == 0) {
1430                                 printk(KERN_ERR
1431                                        "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1432                                        realobj, size);
1433                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1434                         }
1435                         /* Hexdump the affected line */
1436                         i = (i / 16) * 16;
1437                         limit = 16;
1438                         if (i + limit > size)
1439                                 limit = size - i;
1440                         dump_line(realobj, i, limit);
1441                         i += 16;
1442                         lines++;
1443                         /* Limit to 5 lines */
1444                         if (lines > 5)
1445                                 break;
1446                 }
1447         }
1448         if (lines != 0) {
1449                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1450                  * exist:
1451                  */
1452                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1453                 int objnr;
1454
1455                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
1456                 if (objnr) {
1457                         objp = slabp->s_mem + (objnr - 1) * cachep->buffer_size;
1458                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1459                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1460                                realobj, size);
1461                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1462                 }
1463                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1464                         objp = slabp->s_mem + (objnr + 1) * cachep->buffer_size;
1465                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1466                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1467                                realobj, size);
1468                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1469                 }
1470         }
1471 }
1472 #endif
1473
1474 #if DEBUG
1475 /**
1476  * slab_destroy_objs - call the registered destructor for each object in
1477  *      a slab that is to be destroyed.
1478  */
1479 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1480 {
1481         int i;
1482         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1483                 void *objp = slabp->s_mem + cachep->buffer_size * i;
1484
1485                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1486 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1487                         if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0
1488                             && OFF_SLAB(cachep))
1489                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1490                                                  cachep->buffer_size / PAGE_SIZE,
1491                                                  1);
1492                         else
1493                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1494 #else
1495                         check_poison_obj(cachep, objp);
1496 #endif
1497                 }
1498                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1499                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1500                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1501                                            "was overwritten");
1502                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1503                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1504                                            "was overwritten");
1505                 }
1506                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1507                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1508         }
1509 }
1510 #else
1511 static void slab_destroy_objs(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1512 {
1513         if (cachep->dtor) {
1514                 int i;
1515                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1516                         void *objp = slabp->s_mem + cachep->buffer_size * i;
1517                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1518                 }
1519         }
1520 }
1521 #endif
1522
1523 /**
1524  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1525  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.
1526  * The cache-lock is not held/needed.
1527  */
1528 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1529 {
1530         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1531
1532         slab_destroy_objs(cachep, slabp);
1533         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1534                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1535
1536                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1537                 slab_rcu->cachep = cachep;
1538                 slab_rcu->addr = addr;
1539                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1540         } else {
1541                 kmem_freepages(cachep, addr);
1542                 if (OFF_SLAB(cachep))
1543                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1544         }
1545 }
1546
1547 /* For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same
1548    as size of kmem_list3. */
1549 static void set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1550 {
1551         int node;
1552
1553         for_each_online_node(node) {
1554                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1555                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1556                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1557                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1558         }
1559 }
1560
1561 /**
1562  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1563  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1564  * @size: size of objects to be created in this cache.
1565  * @align: required alignment for the objects.
1566  * @flags: slab allocation flags
1567  *
1568  * Also calculates the number of objects per slab.
1569  *
1570  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1571  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1572  * towards high-order requests, this should be changed.
1573  */
1574 static inline size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1575                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1576 {
1577         size_t left_over = 0;
1578
1579         for (;; cachep->gfporder++) {
1580                 unsigned int num;
1581                 size_t remainder;
1582
1583                 if (cachep->gfporder > MAX_GFP_ORDER) {
1584                         cachep->num = 0;
1585                         break;
1586                 }
1587
1588                 cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1589                                &remainder, &num);
1590                 if (!num)
1591                         continue;
1592                 /* More than offslab_limit objects will cause problems */
1593                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && cachep->num > offslab_limit)
1594                         break;
1595
1596                 cachep->num = num;
1597                 left_over = remainder;
1598
1599                 /*
1600                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1601                  * currently bad for the gfp()s.
1602                  */
1603                 if (cachep->gfporder >= slab_break_gfp_order)
1604                         break;
1605
1606                 if ((left_over * 8) <= (PAGE_SIZE << cachep->gfporder))
1607                         /* Acceptable internal fragmentation */
1608                         break;
1609         }
1610         return left_over;
1611 }
1612
1613 /**
1614  * kmem_cache_create - Create a cache.
1615  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1616  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1617  * @align: The required alignment for the objects.
1618  * @flags: SLAB flags
1619  * @ctor: A constructor for the objects.
1620  * @dtor: A destructor for the objects.
1621  *
1622  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1623  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1624  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1625  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1626  *
1627  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1628  * the module calling this has to destroy the cache before getting 
1629  * unloaded.
1630  * 
1631  * The flags are
1632  *
1633  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1634  * to catch references to uninitialised memory.
1635  *
1636  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1637  * for buffer overruns.
1638  *
1639  * %SLAB_NO_REAP - Don't automatically reap this cache when we're under
1640  * memory pressure.
1641  *
1642  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1643  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1644  * as davem.
1645  */
1646 struct kmem_cache *
1647 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1648         unsigned long flags, void (*ctor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long),
1649         void (*dtor)(void*, struct kmem_cache *, unsigned long))
1650 {
1651         size_t left_over, slab_size, ralign;
1652         struct kmem_cache *cachep = NULL;
1653         struct list_head *p;
1654
1655         /*
1656          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1657          */
1658         if ((!name) ||
1659             in_interrupt() ||
1660             (size < BYTES_PER_WORD) ||
1661             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
1662                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n",
1663                        __FUNCTION__, name);
1664                 BUG();
1665         }
1666
1667         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1668
1669         list_for_each(p, &cache_chain) {
1670                 struct kmem_cache *pc = list_entry(p, struct kmem_cache, next);
1671                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
1672                 char tmp;
1673                 int res;
1674
1675                 /*
1676                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
1677                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
1678                  * area of the module.  Print a warning.
1679                  */
1680                 set_fs(KERNEL_DS);
1681                 res = __get_user(tmp, pc->name);
1682                 set_fs(old_fs);
1683                 if (res) {
1684                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
1685                                pc->buffer_size);
1686                         continue;
1687                 }
1688
1689                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
1690                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
1691                         dump_stack();
1692                         goto oops;
1693                 }
1694         }
1695
1696 #if DEBUG
1697         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1698         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1699                 /* No constructor, but inital state check requested */
1700                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1701                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1702                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1703         }
1704 #if FORCED_DEBUG
1705         /*
1706          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1707          * large objects, if the increased size would increase the object size
1708          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1709          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1710          */
1711         if ((size < 4096
1712              || fls(size - 1) == fls(size - 1 + 3 * BYTES_PER_WORD)))
1713                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
1714         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1715                 flags |= SLAB_POISON;
1716 #endif
1717         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1718                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
1719 #endif
1720         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1721                 BUG_ON(dtor);
1722
1723         /*
1724          * Always checks flags, a caller might be expecting debug
1725          * support which isn't available.
1726          */
1727         if (flags & ~CREATE_MASK)
1728                 BUG();
1729
1730         /* Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1731          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1732          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1733          */
1734         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
1735                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
1736                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
1737         }
1738
1739         /* calculate out the final buffer alignment: */
1740         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
1741         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1742                 /* Default alignment: as specified by the arch code.
1743                  * Except if an object is really small, then squeeze multiple
1744                  * objects into one cacheline.
1745                  */
1746                 ralign = cache_line_size();
1747                 while (size <= ralign / 2)
1748                         ralign /= 2;
1749         } else {
1750                 ralign = BYTES_PER_WORD;
1751         }
1752         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
1753         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
1754                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1755                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1756                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1757         }
1758         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
1759         if (ralign < align) {
1760                 ralign = align;
1761                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1762                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1763         }
1764         /* 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
1765          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
1766          */
1767         align = ralign;
1768
1769         /* Get cache's description obj. */
1770         cachep = kmem_cache_alloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
1771         if (!cachep)
1772                 goto oops;
1773         memset(cachep, 0, sizeof(struct kmem_cache));
1774
1775 #if DEBUG
1776         cachep->obj_size = size;
1777
1778         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1779                 /* redzoning only works with word aligned caches */
1780                 align = BYTES_PER_WORD;
1781
1782                 /* add space for red zone words */
1783                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
1784                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
1785         }
1786         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
1787                 /* user store requires word alignment and
1788                  * one word storage behind the end of the real
1789                  * object.
1790                  */
1791                 align = BYTES_PER_WORD;
1792                 size += BYTES_PER_WORD;
1793         }
1794 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
1795         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
1796             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
1797                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
1798                 size = PAGE_SIZE;
1799         }
1800 #endif
1801 #endif
1802
1803         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
1804         if (size >= (PAGE_SIZE >> 3))
1805                 /*
1806                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
1807                  * off-slab (should allow better packing of objs).
1808                  */
1809                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
1810
1811         size = ALIGN(size, align);
1812
1813         if ((flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) && size <= PAGE_SIZE) {
1814                 /*
1815                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1816                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1817                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1818                  */
1819                 cachep->gfporder = 0;
1820                 cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1821                                &left_over, &cachep->num);
1822         } else
1823                 left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
1824
1825         if (!cachep->num) {
1826                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
1827                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1828                 cachep = NULL;
1829                 goto oops;
1830         }
1831         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
1832                           + sizeof(struct slab), align);
1833
1834         /*
1835          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1836          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1837          */
1838         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
1839                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
1840                 left_over -= slab_size;
1841         }
1842
1843         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1844                 /* really off slab. No need for manual alignment */
1845                 slab_size =
1846                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
1847         }
1848
1849         cachep->colour_off = cache_line_size();
1850         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
1851         if (cachep->colour_off < align)
1852                 cachep->colour_off = align;
1853         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
1854         cachep->slab_size = slab_size;
1855         cachep->flags = flags;
1856         cachep->gfpflags = 0;
1857         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
1858                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
1859         spin_lock_init(&cachep->spinlock);
1860         cachep->buffer_size = size;
1861
1862         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
1863                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
1864         cachep->ctor = ctor;
1865         cachep->dtor = dtor;
1866         cachep->name = name;
1867
1868         /* Don't let CPUs to come and go */
1869         lock_cpu_hotplug();
1870
1871         if (g_cpucache_up == FULL) {
1872                 enable_cpucache(cachep);
1873         } else {
1874                 if (g_cpucache_up == NONE) {
1875                         /* Note: the first kmem_cache_create must create
1876                          * the cache that's used by kmalloc(24), otherwise
1877                          * the creation of further caches will BUG().
1878                          */
1879                         cachep->array[smp_processor_id()] =
1880                             &initarray_generic.cache;
1881
1882                         /* If the cache that's used by
1883                          * kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is the first cache,
1884                          * then we need to set up all its list3s, otherwise
1885                          * the creation of further caches will BUG().
1886                          */
1887                         set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1888                         if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1889                                 g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1890                         else
1891                                 g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1892                 } else {
1893                         cachep->array[smp_processor_id()] =
1894                             kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1895
1896                         if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1897                                 set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1898                                 g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1899                         } else {
1900                                 int node;
1901                                 for_each_online_node(node) {
1902
1903                                         cachep->nodelists[node] =
1904                                             kmalloc_node(sizeof
1905                                                          (struct kmem_list3),
1906                                                          GFP_KERNEL, node);
1907                                         BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1908                                         kmem_list3_init(cachep->
1909                                                         nodelists[node]);
1910                                 }
1911                         }
1912                 }
1913                 cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1914                     jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1915                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1916
1917                 BUG_ON(!cpu_cache_get(cachep));
1918                 cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1919                 cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1920                 cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1921                 cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1922                 cachep->batchcount = 1;
1923                 cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1924         }
1925
1926         /* cache setup completed, link it into the list */
1927         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
1928         unlock_cpu_hotplug();
1929       oops:
1930         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
1931                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
1932                       name);
1933         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1934         return cachep;
1935 }
1936 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
1937
1938 #if DEBUG
1939 static void check_irq_off(void)
1940 {
1941         BUG_ON(!irqs_disabled());
1942 }
1943
1944 static void check_irq_on(void)
1945 {
1946         BUG_ON(irqs_disabled());
1947 }
1948
1949 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
1950 {
1951 #ifdef CONFIG_SMP
1952         check_irq_off();
1953         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
1954 #endif
1955 }
1956
1957 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
1958 {
1959 #ifdef CONFIG_SMP
1960         check_irq_off();
1961         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1962 #endif
1963 }
1964
1965 #else
1966 #define check_irq_off() do { } while(0)
1967 #define check_irq_on()  do { } while(0)
1968 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
1969 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
1970 #endif
1971
1972 /*
1973  * Waits for all CPUs to execute func().
1974  */
1975 static void smp_call_function_all_cpus(void (*func)(void *arg), void *arg)
1976 {
1977         check_irq_on();
1978         preempt_disable();
1979
1980         local_irq_disable();
1981         func(arg);
1982         local_irq_enable();
1983
1984         if (smp_call_function(func, arg, 1, 1))
1985                 BUG();
1986
1987         preempt_enable();
1988 }
1989
1990 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
1991                                 int force, int node);
1992
1993 static void do_drain(void *arg)
1994 {
1995         struct kmem_cache *cachep = (struct kmem_cache *) arg;
1996         struct array_cache *ac;
1997         int node = numa_node_id();
1998
1999         check_irq_off();
2000         ac = cpu_cache_get(cachep);
2001         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2002         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2003         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2004         ac->avail = 0;
2005 }
2006
2007 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2008 {
2009         struct kmem_list3 *l3;
2010         int node;
2011
2012         smp_call_function_all_cpus(do_drain, cachep);
2013         check_irq_on();
2014         spin_lock(&cachep->spinlock);
2015         for_each_online_node(node) {
2016                 l3 = cachep->nodelists[node];
2017                 if (l3) {
2018                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2019                         drain_array_locked(cachep, l3->shared, 1, node);
2020                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2021                         if (l3->alien)
2022                                 drain_alien_cache(cachep, l3);
2023                 }
2024         }
2025         spin_unlock(&cachep->spinlock);
2026 }
2027
2028 static int __node_shrink(struct kmem_cache *cachep, int node)
2029 {
2030         struct slab *slabp;
2031         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[node];
2032         int ret;
2033
2034         for (;;) {
2035                 struct list_head *p;
2036
2037                 p = l3->slabs_free.prev;
2038                 if (p == &l3->slabs_free)
2039                         break;
2040
2041                 slabp = list_entry(l3->slabs_free.prev, struct slab, list);
2042 #if DEBUG
2043                 if (slabp->inuse)
2044                         BUG();
2045 #endif
2046                 list_del(&slabp->list);
2047
2048                 l3->free_objects -= cachep->num;
2049                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2050                 slab_destroy(cachep, slabp);
2051                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2052         }
2053         ret = !list_empty(&l3->slabs_full) || !list_empty(&l3->slabs_partial);
2054         return ret;
2055 }
2056
2057 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2058 {
2059         int ret = 0, i = 0;
2060         struct kmem_list3 *l3;
2061
2062         drain_cpu_caches(cachep);
2063
2064         check_irq_on();
2065         for_each_online_node(i) {
2066                 l3 = cachep->nodelists[i];
2067                 if (l3) {
2068                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2069                         ret += __node_shrink(cachep, i);
2070                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2071                 }
2072         }
2073         return (ret ? 1 : 0);
2074 }
2075
2076 /**
2077  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2078  * @cachep: The cache to shrink.
2079  *
2080  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2081  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2082  */
2083 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2084 {
2085         if (!cachep || in_interrupt())
2086                 BUG();
2087
2088         return __cache_shrink(cachep);
2089 }
2090 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2091
2092 /**
2093  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2094  * @cachep: the cache to destroy
2095  *
2096  * Remove a struct kmem_cache object from the slab cache.
2097  * Returns 0 on success.
2098  *
2099  * It is expected this function will be called by a module when it is
2100  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2101  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2102  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2103  *
2104  * The cache must be empty before calling this function.
2105  *
2106  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2107  * during the kmem_cache_destroy().
2108  */
2109 int kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2110 {
2111         int i;
2112         struct kmem_list3 *l3;
2113
2114         if (!cachep || in_interrupt())
2115                 BUG();
2116
2117         /* Don't let CPUs to come and go */
2118         lock_cpu_hotplug();
2119
2120         /* Find the cache in the chain of caches. */
2121         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2122         /*
2123          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2124          */
2125         list_del(&cachep->next);
2126         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2127
2128         if (__cache_shrink(cachep)) {
2129                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2130                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2131                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2132                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2133                 unlock_cpu_hotplug();
2134                 return 1;
2135         }
2136
2137         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2138                 synchronize_rcu();
2139
2140         for_each_online_cpu(i)
2141             kfree(cachep->array[i]);
2142
2143         /* NUMA: free the list3 structures */
2144         for_each_online_node(i) {
2145                 if ((l3 = cachep->nodelists[i])) {
2146                         kfree(l3->shared);
2147                         free_alien_cache(l3->alien);
2148                         kfree(l3);
2149                 }
2150         }
2151         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2152
2153         unlock_cpu_hotplug();
2154
2155         return 0;
2156 }
2157 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2158
2159 /* Get the memory for a slab management obj. */
2160 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2161                                    int colour_off, gfp_t local_flags)
2162 {
2163         struct slab *slabp;
2164
2165         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2166                 /* Slab management obj is off-slab. */
2167                 slabp = kmem_cache_alloc(cachep->slabp_cache, local_flags);
2168                 if (!slabp)
2169                         return NULL;
2170         } else {
2171                 slabp = objp + colour_off;
2172                 colour_off += cachep->slab_size;
2173         }
2174         slabp->inuse = 0;
2175         slabp->colouroff = colour_off;
2176         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2177
2178         return slabp;
2179 }
2180
2181 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2182 {
2183         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2184 }
2185
2186 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2187                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2188 {
2189         int i;
2190
2191         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2192                 void *objp = slabp->s_mem + cachep->buffer_size * i;
2193 #if DEBUG
2194                 /* need to poison the objs? */
2195                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2196                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2197                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2198                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2199
2200                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2201                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2202                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2203                 }
2204                 /*
2205                  * Constructors are not allowed to allocate memory from
2206                  * the same cache which they are a constructor for.
2207                  * Otherwise, deadlock. They must also be threaded.
2208                  */
2209                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2210                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2211                                      ctor_flags);
2212
2213                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2214                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2215                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2216                                            " end of an object");
2217                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2218                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2219                                            " start of an object");
2220                 }
2221                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)
2222                     && cachep->flags & SLAB_POISON)
2223                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2224                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2225 #else
2226                 if (cachep->ctor)
2227                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2228 #endif
2229                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2230         }
2231         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2232         slabp->free = 0;
2233 }
2234
2235 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2236 {
2237         if (flags & SLAB_DMA) {
2238                 if (!(cachep->gfpflags & GFP_DMA))
2239                         BUG();
2240         } else {
2241                 if (cachep->gfpflags & GFP_DMA)
2242                         BUG();
2243         }
2244 }
2245
2246 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp, int nodeid)
2247 {
2248         void *objp = slabp->s_mem + (slabp->free * cachep->buffer_size);
2249         kmem_bufctl_t next;
2250
2251         slabp->inuse++;
2252         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2253 #if DEBUG
2254         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2255         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2256 #endif
2257         slabp->free = next;
2258
2259         return objp;
2260 }
2261
2262 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp, void *objp,
2263                           int nodeid)
2264 {
2265         unsigned int objnr = (unsigned)(objp-slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2266
2267 #if DEBUG
2268         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2269         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2270
2271         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] != BUFCTL_FREE) {
2272                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2273                        "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2274                 BUG();
2275         }
2276 #endif
2277         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2278         slabp->free = objnr;
2279         slabp->inuse--;
2280 }
2281
2282 static void set_slab_attr(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp, void *objp)
2283 {
2284         int i;
2285         struct page *page;
2286
2287         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
2288         i = 1 << cachep->gfporder;
2289         page = virt_to_page(objp);
2290         do {
2291                 page_set_cache(page, cachep);
2292                 page_set_slab(page, slabp);
2293                 page++;
2294         } while (--i);
2295 }
2296
2297 /*
2298  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2299  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2300  */
2301 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2302 {
2303         struct slab *slabp;
2304         void *objp;
2305         size_t offset;
2306         gfp_t local_flags;
2307         unsigned long ctor_flags;
2308         struct kmem_list3 *l3;
2309
2310         /* Be lazy and only check for valid flags here,
2311          * keeping it out of the critical path in kmem_cache_alloc().
2312          */
2313         if (flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW))
2314                 BUG();
2315         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2316                 return 0;
2317
2318         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2319         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2320         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2321                 /*
2322                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2323                  * this - it might need to know...
2324                  */
2325                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2326
2327         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2328         check_irq_off();
2329         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2330         spin_lock(&l3->list_lock);
2331
2332         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2333         offset = l3->colour_next;
2334         l3->colour_next++;
2335         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2336                 l3->colour_next = 0;
2337         spin_unlock(&l3->list_lock);
2338
2339         offset *= cachep->colour_off;
2340
2341         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2342                 local_irq_enable();
2343
2344         /*
2345          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2346          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2347          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2348          * will eventually be caught here (where it matters).
2349          */
2350         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2351
2352         /* Get mem for the objs.
2353          * Attempt to allocate a physical page from 'nodeid',
2354          */
2355         if (!(objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid)))
2356                 goto failed;
2357
2358         /* Get slab management. */
2359         if (!(slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags)))
2360                 goto opps1;
2361
2362         slabp->nodeid = nodeid;
2363         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
2364
2365         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2366
2367         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2368                 local_irq_disable();
2369         check_irq_off();
2370         spin_lock(&l3->list_lock);
2371
2372         /* Make slab active. */
2373         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2374         STATS_INC_GROWN(cachep);
2375         l3->free_objects += cachep->num;
2376         spin_unlock(&l3->list_lock);
2377         return 1;
2378       opps1:
2379         kmem_freepages(cachep, objp);
2380       failed:
2381         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2382                 local_irq_disable();
2383         return 0;
2384 }
2385
2386 #if DEBUG
2387
2388 /*
2389  * Perform extra freeing checks:
2390  * - detect bad pointers.
2391  * - POISON/RED_ZONE checking
2392  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2393  */
2394 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2395 {
2396         struct page *page;
2397
2398         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2399                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2400                        (unsigned long)objp);
2401                 BUG();
2402         }
2403         page = virt_to_page(objp);
2404         if (!PageSlab(page)) {
2405                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2406                        (unsigned long)objp);
2407                 BUG();
2408         }
2409 }
2410
2411 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2412                                    void *caller)
2413 {
2414         struct page *page;
2415         unsigned int objnr;
2416         struct slab *slabp;
2417
2418         objp -= obj_offset(cachep);
2419         kfree_debugcheck(objp);
2420         page = virt_to_page(objp);
2421
2422         if (page_get_cache(page) != cachep) {
2423                 printk(KERN_ERR
2424                        "mismatch in kmem_cache_free: expected cache %p, got %p\n",
2425                        page_get_cache(page), cachep);
2426                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
2427                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", page_get_cache(page),
2428                        page_get_cache(page)->name);
2429                 WARN_ON(1);
2430         }
2431         slabp = page_get_slab(page);
2432
2433         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2434                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE
2435                     || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
2436                         slab_error(cachep,
2437                                    "double free, or memory outside"
2438                                    " object was overwritten");
2439                         printk(KERN_ERR
2440                                "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2441                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2442                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2443                 }
2444                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2445                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2446         }
2447         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2448                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2449
2450         objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2451
2452         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2453         BUG_ON(objp != slabp->s_mem + objnr * cachep->buffer_size);
2454
2455         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2456                 /* Need to call the slab's constructor so the
2457                  * caller can perform a verify of its state (debugging).
2458                  * Called without the cache-lock held.
2459                  */
2460                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2461                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2462         }
2463         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2464                 /* we want to cache poison the object,
2465                  * call the destruction callback
2466                  */
2467                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2468         }
2469         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2470 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2471                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2472                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2473                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2474                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2475                 } else {
2476                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2477                 }
2478 #else
2479                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2480 #endif
2481         }
2482         return objp;
2483 }
2484
2485 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2486 {
2487         kmem_bufctl_t i;
2488         int entries = 0;
2489
2490         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2491         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2492                 entries++;
2493                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2494                         goto bad;
2495         }
2496         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2497               bad:
2498                 printk(KERN_ERR
2499                        "slab: Internal list corruption detected in cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2500                        cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2501                 for (i = 0;
2502                      i < sizeof(slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2503                      i++) {
2504                         if ((i % 16) == 0)
2505                                 printk("\n%03x:", i);
2506                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2507                 }
2508                 printk("\n");
2509                 BUG();
2510         }
2511 }
2512 #else
2513 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2514 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2515 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2516 #endif
2517
2518 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2519 {
2520         int batchcount;
2521         struct kmem_list3 *l3;
2522         struct array_cache *ac;
2523
2524         check_irq_off();
2525         ac = cpu_cache_get(cachep);
2526       retry:
2527         batchcount = ac->batchcount;
2528         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2529                 /* if there was little recent activity on this
2530                  * cache, then perform only a partial refill.
2531                  * Otherwise we could generate refill bouncing.
2532                  */
2533                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2534         }
2535         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2536
2537         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2538         spin_lock(&l3->list_lock);
2539
2540         if (l3->shared) {
2541                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2542                 if (shared_array->avail) {
2543                         if (batchcount > shared_array->avail)
2544                                 batchcount = shared_array->avail;
2545                         shared_array->avail -= batchcount;
2546                         ac->avail = batchcount;
2547                         memcpy(ac->entry,
2548                                &(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2549                                sizeof(void *) * batchcount);
2550                         shared_array->touched = 1;
2551                         goto alloc_done;
2552                 }
2553         }
2554         while (batchcount > 0) {
2555                 struct list_head *entry;
2556                 struct slab *slabp;
2557                 /* Get slab alloc is to come from. */
2558                 entry = l3->slabs_partial.next;
2559                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2560                         l3->free_touched = 1;
2561                         entry = l3->slabs_free.next;
2562                         if (entry == &l3->slabs_free)
2563                                 goto must_grow;
2564                 }
2565
2566                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2567                 check_slabp(cachep, slabp);
2568                 check_spinlock_acquired(cachep);
2569                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2570                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2571                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2572                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2573
2574                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
2575                                                             numa_node_id());
2576                 }
2577                 check_slabp(cachep, slabp);
2578
2579                 /* move slabp to correct slabp list: */
2580                 list_del(&slabp->list);
2581                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2582                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2583                 else
2584                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2585         }
2586
2587       must_grow:
2588         l3->free_objects -= ac->avail;
2589       alloc_done:
2590         spin_unlock(&l3->list_lock);
2591
2592         if (unlikely(!ac->avail)) {
2593                 int x;
2594                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2595
2596                 // cache_grow can reenable interrupts, then ac could change.
2597                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2598                 if (!x && ac->avail == 0)       // no objects in sight? abort
2599                         return NULL;
2600
2601                 if (!ac->avail) // objects refilled by interrupt?
2602                         goto retry;
2603         }
2604         ac->touched = 1;
2605         return ac->entry[--ac->avail];
2606 }
2607
2608 static inline void
2609 cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2610 {
2611         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2612 #if DEBUG
2613         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2614 #endif
2615 }
2616
2617 #if DEBUG
2618 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2619                                         void *objp, void *caller)
2620 {
2621         if (!objp)
2622                 return objp;
2623         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2624 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2625                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2626                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2627                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2628                 else
2629                         check_poison_obj(cachep, objp);
2630 #else
2631                 check_poison_obj(cachep, objp);
2632 #endif
2633                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2634         }
2635         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2636                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2637
2638         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2639                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE
2640                     || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2641                         slab_error(cachep,
2642                                    "double free, or memory outside"
2643                                    " object was overwritten");
2644                         printk(KERN_ERR
2645                                "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2646                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2647                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2648                 }
2649                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2650                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2651         }
2652         objp += obj_offset(cachep);
2653         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2654                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2655
2656                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2657                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2658
2659                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2660         }
2661         return objp;
2662 }
2663 #else
2664 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2665 #endif
2666
2667 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2668 {
2669         void *objp;
2670         struct array_cache *ac;
2671
2672 #ifdef CONFIG_NUMA
2673         if (unlikely(current->mempolicy && !in_interrupt())) {
2674                 int nid = slab_node(current->mempolicy);
2675
2676                 if (nid != numa_node_id())
2677                         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid);
2678         }
2679 #endif
2680
2681         check_irq_off();
2682         ac = cpu_cache_get(cachep);
2683         if (likely(ac->avail)) {
2684                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2685                 ac->touched = 1;
2686                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2687         } else {
2688                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2689                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2690         }
2691         return objp;
2692 }
2693
2694 static __always_inline void *
2695 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
2696 {
2697         unsigned long save_flags;
2698         void *objp;
2699
2700         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2701
2702         local_irq_save(save_flags);
2703         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
2704         local_irq_restore(save_flags);
2705         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
2706                                             caller);
2707         prefetchw(objp);
2708         return objp;
2709 }
2710
2711 #ifdef CONFIG_NUMA
2712 /*
2713  * A interface to enable slab creation on nodeid
2714  */
2715 static void *__cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2716 {
2717         struct list_head *entry;
2718         struct slab *slabp;
2719         struct kmem_list3 *l3;
2720         void *obj;
2721         int x;
2722
2723         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2724         BUG_ON(!l3);
2725
2726       retry:
2727         check_irq_off();
2728         spin_lock(&l3->list_lock);
2729         entry = l3->slabs_partial.next;
2730         if (entry == &l3->slabs_partial) {
2731                 l3->free_touched = 1;
2732                 entry = l3->slabs_free.next;
2733                 if (entry == &l3->slabs_free)
2734                         goto must_grow;
2735         }
2736
2737         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2738         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
2739         check_slabp(cachep, slabp);
2740
2741         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
2742         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2743         STATS_SET_HIGH(cachep);
2744
2745         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
2746
2747         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
2748         check_slabp(cachep, slabp);
2749         l3->free_objects--;
2750         /* move slabp to correct slabp list: */
2751         list_del(&slabp->list);
2752
2753         if (slabp->free == BUFCTL_END) {
2754                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2755         } else {
2756                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2757         }
2758
2759         spin_unlock(&l3->list_lock);
2760         goto done;
2761
2762       must_grow:
2763         spin_unlock(&l3->list_lock);
2764         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
2765
2766         if (!x)
2767                 return NULL;
2768
2769         goto retry;
2770       done:
2771         return obj;
2772 }
2773 #endif
2774
2775 /*
2776  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
2777  */
2778 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
2779                        int node)
2780 {
2781         int i;
2782         struct kmem_list3 *l3;
2783
2784         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
2785                 void *objp = objpp[i];
2786                 struct slab *slabp;
2787
2788                 slabp = virt_to_slab(objp);
2789                 l3 = cachep->nodelists[node];
2790                 list_del(&slabp->list);
2791                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
2792                 check_slabp(cachep, slabp);
2793                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
2794                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
2795                 l3->free_objects++;
2796                 check_slabp(cachep, slabp);
2797
2798                 /* fixup slab chains */
2799                 if (slabp->inuse == 0) {
2800                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
2801                                 l3->free_objects -= cachep->num;
2802                                 slab_destroy(cachep, slabp);
2803                         } else {
2804                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
2805                         }
2806                 } else {
2807                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
2808                          * partial list on free - maximum time for the
2809                          * other objects to be freed, too.
2810                          */
2811                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2812                 }
2813         }
2814 }
2815
2816 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
2817 {
2818         int batchcount;
2819         struct kmem_list3 *l3;
2820         int node = numa_node_id();
2821
2822         batchcount = ac->batchcount;
2823 #if DEBUG
2824         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
2825 #endif
2826         check_irq_off();
2827         l3 = cachep->nodelists[node];
2828         spin_lock(&l3->list_lock);
2829         if (l3->shared) {
2830                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2831                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
2832                 if (max) {
2833                         if (batchcount > max)
2834                                 batchcount = max;
2835                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2836                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
2837                         shared_array->avail += batchcount;
2838                         goto free_done;
2839                 }
2840         }
2841
2842         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
2843       free_done:
2844 #if STATS
2845         {
2846                 int i = 0;
2847                 struct list_head *p;
2848
2849                 p = l3->slabs_free.next;
2850                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
2851                         struct slab *slabp;
2852
2853                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2854                         BUG_ON(slabp->inuse);
2855
2856                         i++;
2857                         p = p->next;
2858                 }
2859                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
2860         }
2861 #endif
2862         spin_unlock(&l3->list_lock);
2863         ac->avail -= batchcount;
2864         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]),
2865                 sizeof(void *) * ac->avail);
2866 }
2867
2868 /*
2869  * __cache_free
2870  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed
2871  * state, it must be in this state _before_ it is released.
2872  *
2873  * Called with disabled ints.
2874  */
2875 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
2876 {
2877         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
2878
2879         check_irq_off();
2880         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
2881
2882         /* Make sure we are not freeing a object from another
2883          * node to the array cache on this cpu.
2884          */
2885 #ifdef CONFIG_NUMA
2886         {
2887                 struct slab *slabp;
2888                 slabp = virt_to_slab(objp);
2889                 if (unlikely(slabp->nodeid != numa_node_id())) {
2890                         struct array_cache *alien = NULL;
2891                         int nodeid = slabp->nodeid;
2892                         struct kmem_list3 *l3 =
2893                             cachep->nodelists[numa_node_id()];
2894
2895                         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
2896                         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
2897                                 alien = l3->alien[nodeid];
2898                                 spin_lock(&alien->lock);
2899                                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit))
2900                                         __drain_alien_cache(cachep,
2901                                                             alien, nodeid);
2902                                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
2903                                 spin_unlock(&alien->lock);
2904                         } else {
2905                                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
2906                                           list_lock);
2907                                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
2908                                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
2909                                             list_lock);
2910                         }
2911                         return;
2912                 }
2913         }
2914 #endif
2915         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
2916                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
2917                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
2918                 return;
2919         } else {
2920                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
2921                 cache_flusharray(cachep, ac);
2922                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
2923         }
2924 }
2925
2926 /**
2927  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
2928  * @cachep: The cache to allocate from.
2929  * @flags: See kmalloc().
2930  *
2931  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
2932  * if the cache has no available objects.
2933  */
2934 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2935 {
2936         return __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
2937 }
2938 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2939
2940 /**
2941  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
2942  *      be a slab entry.
2943  * @cachep: the cache we're checking against
2944  * @ptr: pointer to validate
2945  *
2946  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
2947  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
2948  * part of the slab cache in question, but it at least
2949  * validates that the pointer can be dereferenced and
2950  * looks half-way sane.
2951  *
2952  * Currently only used for dentry validation.
2953  */
2954 int fastcall kmem_ptr_validate(struct kmem_cache *cachep, void *ptr)
2955 {
2956         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
2957         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
2958         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
2959         unsigned long size = cachep->buffer_size;
2960         struct page *page;
2961
2962         if (unlikely(addr < min_addr))
2963                 goto out;
2964         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
2965                 goto out;
2966         if (unlikely(addr & align_mask))
2967                 goto out;
2968         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
2969                 goto out;
2970         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
2971                 goto out;
2972         page = virt_to_page(ptr);
2973         if (unlikely(!PageSlab(page)))
2974                 goto out;
2975         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
2976                 goto out;
2977         return 1;
2978       out:
2979         return 0;
2980 }
2981
2982 #ifdef CONFIG_NUMA
2983 /**
2984  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
2985  * @cachep: The cache to allocate from.
2986  * @flags: See kmalloc().
2987  * @nodeid: node number of the target node.
2988  *
2989  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
2990  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
2991  * can improve the performance for cpu bound structures.
2992  * New and improved: it will now make sure that the object gets
2993  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
2994  */
2995 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2996 {
2997         unsigned long save_flags;
2998         void *ptr;
2999
3000         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3001         local_irq_save(save_flags);
3002
3003         if (nodeid == -1 || nodeid == numa_node_id() ||
3004             !cachep->nodelists[nodeid])
3005                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3006         else
3007                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3008         local_irq_restore(save_flags);
3009
3010         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
3011                                            __builtin_return_address(0));
3012
3013         return ptr;
3014 }
3015 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3016
3017 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3018 {
3019         struct kmem_cache *cachep;
3020
3021         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3022         if (unlikely(cachep == NULL))
3023                 return NULL;
3024         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
3025 }
3026 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
3027 #endif
3028
3029 /**
3030  * kmalloc - allocate memory
3031  * @size: how many bytes of memory are required.
3032  * @flags: the type of memory to allocate.
3033  *
3034  * kmalloc is the normal method of allocating memory
3035  * in the kernel.
3036  *
3037  * The @flags argument may be one of:
3038  *
3039  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
3040  *
3041  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
3042  *
3043  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
3044  *
3045  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
3046  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
3047  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
3048  * from the first 16MB.
3049  */
3050 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3051                                           void *caller)
3052 {
3053         struct kmem_cache *cachep;
3054
3055         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3056          * __ with kmem_.
3057          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3058          * functions.
3059          */
3060         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3061         if (unlikely(cachep == NULL))
3062                 return NULL;
3063         return __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3064 }
3065
3066 #ifndef CONFIG_DEBUG_SLAB
3067
3068 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3069 {
3070         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3071 }
3072 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3073
3074 #else
3075
3076 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, void *caller)
3077 {
3078         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3079 }
3080 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3081
3082 #endif
3083
3084 #ifdef CONFIG_SMP
3085 /**
3086  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
3087  * cpu in the system, zeroing them.
3088  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
3089  *
3090  * @size: how many bytes of memory are required.
3091  */
3092 void *__alloc_percpu(size_t size)
3093 {
3094         int i;
3095         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof(*pdata), GFP_KERNEL);
3096
3097         if (!pdata)
3098                 return NULL;
3099
3100         /*
3101          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
3102          * and we have no way of figuring out how to fix the array
3103          * that we have allocated then....
3104          */
3105         for_each_cpu(i) {
3106                 int node = cpu_to_node(i);
3107
3108                 if (node_online(node))
3109                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
3110                 else
3111                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
3112
3113                 if (!pdata->ptrs[i])
3114                         goto unwind_oom;
3115                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
3116         }
3117
3118         /* Catch derefs w/o wrappers */
3119         return (void *)(~(unsigned long)pdata);
3120
3121       unwind_oom:
3122         while (--i >= 0) {
3123                 if (!cpu_possible(i))
3124                         continue;
3125                 kfree(pdata->ptrs[i]);
3126         }
3127         kfree(pdata);
3128         return NULL;
3129 }
3130 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
3131 #endif
3132
3133 /**
3134  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3135  * @cachep: The cache the allocation was from.
3136  * @objp: The previously allocated object.
3137  *
3138  * Free an object which was previously allocated from this
3139  * cache.
3140  */
3141 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3142 {
3143         unsigned long flags;
3144
3145         local_irq_save(flags);
3146         __cache_free(cachep, objp);
3147         local_irq_restore(flags);
3148 }
3149 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3150
3151 /**
3152  * kfree - free previously allocated memory
3153  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3154  *
3155  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3156  *
3157  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3158  * or you will run into trouble.
3159  */
3160 void kfree(const void *objp)
3161 {
3162         struct kmem_cache *c;
3163         unsigned long flags;
3164
3165         if (unlikely(!objp))
3166                 return;
3167         local_irq_save(flags);
3168         kfree_debugcheck(objp);
3169         c = virt_to_cache(objp);
3170         mutex_debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3171         __cache_free(c, (void *)objp);
3172         local_irq_restore(flags);
3173 }
3174 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3175
3176 #ifdef CONFIG_SMP
3177 /**
3178  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3179  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3180  *
3181  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3182  * The complemented objp is to check for that.
3183  */
3184 void free_percpu(const void *objp)
3185 {
3186         int i;
3187         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *)(~(unsigned long)objp);
3188
3189         /*
3190          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3191          */
3192         for_each_cpu(i)
3193             kfree(p->ptrs[i]);
3194         kfree(p);
3195 }
3196 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3197 #endif
3198
3199 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
3200 {
3201         return obj_size(cachep);
3202 }
3203 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3204
3205 const char *kmem_cache_name(struct kmem_cache *cachep)
3206 {
3207         return cachep->name;
3208 }
3209 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3210
3211 /*
3212  * This initializes kmem_list3 for all nodes.
3213  */
3214 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep)
3215 {
3216         int node;
3217         struct kmem_list3 *l3;
3218         int err = 0;
3219
3220         for_each_online_node(node) {
3221                 struct array_cache *nc = NULL, *new;
3222                 struct array_cache **new_alien = NULL;
3223 #ifdef CONFIG_NUMA
3224                 if (!(new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit)))
3225                         goto fail;
3226 #endif
3227                 if (!(new = alloc_arraycache(node, (cachep->shared *
3228                                                     cachep->batchcount),
3229                                              0xbaadf00d)))
3230                         goto fail;
3231                 if ((l3 = cachep->nodelists[node])) {
3232
3233                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3234
3235                         if ((nc = cachep->nodelists[node]->shared))
3236                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
3237
3238                         l3->shared = new;
3239                         if (!cachep->nodelists[node]->alien) {
3240                                 l3->alien = new_alien;
3241                                 new_alien = NULL;
3242                         }
3243                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3244                             cachep->batchcount + cachep->num;
3245                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3246                         kfree(nc);
3247                         free_alien_cache(new_alien);
3248                         continue;
3249                 }
3250                 if (!(l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
3251                                         GFP_KERNEL, node)))
3252                         goto fail;
3253
3254                 kmem_list3_init(l3);
3255                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3256                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3257                 l3->shared = new;
3258                 l3->alien = new_alien;
3259                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3260                     cachep->batchcount + cachep->num;
3261                 cachep->nodelists[node] = l3;
3262         }
3263         return err;
3264       fail:
3265         err = -ENOMEM;
3266         return err;
3267 }
3268
3269 struct ccupdate_struct {
3270         struct kmem_cache *cachep;
3271         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3272 };
3273
3274 static void do_ccupdate_local(void *info)
3275 {
3276         struct ccupdate_struct *new = (struct ccupdate_struct *)info;
3277         struct array_cache *old;
3278
3279         check_irq_off();
3280         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3281
3282         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3283         new->new[smp_processor_id()] = old;
3284 }
3285
3286 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit, int batchcount,
3287                             int shared)
3288 {
3289         struct ccupdate_struct new;
3290         int i, err;
3291
3292         memset(&new.new, 0, sizeof(new.new));
3293         for_each_online_cpu(i) {
3294                 new.new[i] =
3295                     alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit, batchcount);
3296                 if (!new.new[i]) {
3297                         for (i--; i >= 0; i--)
3298                                 kfree(new.new[i]);
3299                         return -ENOMEM;
3300                 }
3301         }
3302         new.cachep = cachep;
3303
3304         smp_call_function_all_cpus(do_ccupdate_local, (void *)&new);
3305
3306         check_irq_on();
3307         spin_lock(&cachep->spinlock);
3308         cachep->batchcount = batchcount;
3309         cachep->limit = limit;
3310         cachep->shared = shared;
3311         spin_unlock(&cachep->spinlock);
3312
3313         for_each_online_cpu(i) {
3314                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3315                 if (!ccold)
3316                         continue;
3317                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3318                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3319                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3320                 kfree(ccold);
3321         }
3322
3323         err = alloc_kmemlist(cachep);
3324         if (err) {
3325                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3326                        cachep->name, -err);
3327                 BUG();
3328         }
3329         return 0;
3330 }
3331
3332 static void enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep)
3333 {
3334         int err;
3335         int limit, shared;
3336
3337         /* The head array serves three purposes:
3338          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3339          * - reduce the number of spinlock operations.
3340          * - reduce the number of linked list operations on the slab and 
3341          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3342          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3343          * Bonwick.
3344          */
3345         if (cachep->buffer_size > 131072)
3346                 limit = 1;
3347         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3348                 limit = 8;
3349         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3350                 limit = 24;
3351         else if (cachep->buffer_size > 256)
3352                 limit = 54;
3353         else
3354                 limit = 120;
3355
3356         /* Cpu bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3357          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3358          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3359          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3360          * replaces Bonwick's magazine layer.
3361          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3362          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3363          */
3364         shared = 0;
3365 #ifdef CONFIG_SMP
3366         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3367                 shared = 8;
3368 #endif
3369
3370 #if DEBUG
3371         /* With debugging enabled, large batchcount lead to excessively
3372          * long periods with disabled local interrupts. Limit the 
3373          * batchcount
3374          */
3375         if (limit > 32)
3376                 limit = 32;
3377 #endif
3378         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3379         if (err)
3380                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3381                        cachep->name, -err);
3382 }
3383
3384 static void drain_array_locked(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
3385                                 int force, int node)
3386 {
3387         int tofree;
3388
3389         check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3390         if (ac->touched && !force) {
3391                 ac->touched = 0;
3392         } else if (ac->avail) {
3393                 tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3394                 if (tofree > ac->avail) {
3395                         tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3396                 }
3397                 free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3398                 ac->avail -= tofree;
3399                 memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3400                         sizeof(void *) * ac->avail);
3401         }
3402 }
3403
3404 /**
3405  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3406  * @unused: unused parameter
3407  *
3408  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3409  * Purpose:
3410  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3411  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3412  *
3413  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll
3414  * try again on the next iteration.
3415  */
3416 static void cache_reap(void *unused)
3417 {
3418         struct list_head *walk;
3419         struct kmem_list3 *l3;
3420
3421         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3422                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3423                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3424                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3425                 return;
3426         }
3427
3428         list_for_each(walk, &cache_chain) {
3429                 struct kmem_cache *searchp;
3430                 struct list_head *p;
3431                 int tofree;
3432                 struct slab *slabp;
3433
3434                 searchp = list_entry(walk, struct kmem_cache, next);
3435
3436                 if (searchp->flags & SLAB_NO_REAP)
3437                         goto next;
3438
3439                 check_irq_on();
3440
3441                 l3 = searchp->nodelists[numa_node_id()];
3442                 if (l3->alien)
3443                         drain_alien_cache(searchp, l3);
3444                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3445
3446                 drain_array_locked(searchp, cpu_cache_get(searchp), 0,
3447                                    numa_node_id());
3448
3449                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3450                         goto next_unlock;
3451
3452                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3453
3454                 if (l3->shared)
3455                         drain_array_locked(searchp, l3->shared, 0,
3456                                            numa_node_id());
3457
3458                 if (l3->free_touched) {
3459                         l3->free_touched = 0;
3460                         goto next_unlock;
3461                 }
3462
3463                 tofree =
3464                     (l3->free_limit + 5 * searchp->num -
3465                      1) / (5 * searchp->num);
3466                 do {
3467                         p = l3->slabs_free.next;
3468                         if (p == &(l3->slabs_free))
3469                                 break;
3470
3471                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3472                         BUG_ON(slabp->inuse);
3473                         list_del(&slabp->list);
3474                         STATS_INC_REAPED(searchp);
3475
3476                         /* Safe to drop the lock. The slab is no longer
3477                          * linked to the cache.
3478                          * searchp cannot disappear, we hold
3479                          * cache_chain_lock
3480                          */
3481                         l3->free_objects -= searchp->num;
3482                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3483                         slab_destroy(searchp, slabp);
3484                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3485                 } while (--tofree > 0);
3486               next_unlock:
3487                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3488               next:
3489                 cond_resched();
3490         }
3491         check_irq_on();
3492         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3493         drain_remote_pages();
3494         /* Setup the next iteration */
3495         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3496 }
3497
3498 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3499
3500 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3501 {
3502         /*
3503          * Output format version, so at least we can change it
3504          * without _too_ many complaints.
3505          */
3506 #if STATS
3507         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3508 #else
3509         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3510 #endif
3511         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3512                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3513         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3514         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3515 #if STATS
3516         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3517                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees>");
3518         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3519 #endif
3520         seq_putc(m, '\n');
3521 }
3522
3523 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3524 {
3525         loff_t n = *pos;
3526         struct list_head *p;
3527
3528         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3529         if (!n)
3530                 print_slabinfo_header(m);
3531         p = cache_chain.next;
3532         while (n--) {
3533                 p = p->next;
3534                 if (p == &cache_chain)
3535                         return NULL;
3536         }
3537         return list_entry(p, struct kmem_cache, next);
3538 }
3539
3540 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3541 {
3542         struct kmem_cache *cachep = p;
3543         ++*pos;
3544         return cachep->next.next == &cache_chain ? NULL
3545             : list_entry(cachep->next.next, struct kmem_cache, next);
3546 }
3547
3548 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3549 {
3550         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3551 }
3552
3553 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3554 {
3555         struct kmem_cache *cachep = p;
3556         struct list_head *q;
3557         struct slab *slabp;
3558         unsigned long active_objs;
3559         unsigned long num_objs;
3560         unsigned long active_slabs = 0;
3561         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3562         const char *name;
3563         char *error = NULL;
3564         int node;
3565         struct kmem_list3 *l3;
3566
3567         spin_lock(&cachep->spinlock);
3568         active_objs = 0;
3569         num_slabs = 0;
3570         for_each_online_node(node) {
3571                 l3 = cachep->nodelists[node];
3572                 if (!l3)
3573                         continue;
3574
3575                 check_irq_on();
3576                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3577
3578                 list_for_each(q, &l3->slabs_full) {
3579                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3580                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3581                                 error = "slabs_full accounting error";
3582                         active_objs += cachep->num;
3583                         active_slabs++;
3584                 }
3585                 list_for_each(q, &l3->slabs_partial) {
3586                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3587                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3588                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3589                         if (!slabp->inuse && !error)
3590                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3591                         active_objs += slabp->inuse;
3592                         active_slabs++;
3593                 }
3594                 list_for_each(q, &l3->slabs_free) {
3595                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3596                         if (slabp->inuse && !error)
3597                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3598                         num_slabs++;
3599                 }
3600                 free_objects += l3->free_objects;
3601                 shared_avail += l3->shared->avail;
3602
3603                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3604         }
3605         num_slabs += active_slabs;
3606         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3607         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3608                 error = "free_objects accounting error";
3609
3610         name = cachep->name;
3611         if (error)
3612                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3613
3614         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3615                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3616                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3617         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3618                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3619         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3620                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3621 #if STATS
3622         {                       /* list3 stats */
3623                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3624                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3625                 unsigned long grown = cachep->grown;
3626                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3627                 unsigned long errors = cachep->errors;
3628                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3629                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3630                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3631
3632                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3633                                 %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown, reaped, errors, max_freeable, node_allocs, node_frees);
3634         }
3635         /* cpu stats */
3636         {
3637                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3638                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3639                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3640                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3641
3642                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3643                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3644         }
3645 #endif
3646         seq_putc(m, '\n');
3647         spin_unlock(&cachep->spinlock);
3648         return 0;
3649 }
3650
3651 /*
3652  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3653  *
3654  * Output layout:
3655  * cache-name
3656  * num-active-objs
3657  * total-objs
3658  * object size
3659  * num-active-slabs
3660  * total-slabs
3661  * num-pages-per-slab
3662  * + further values on SMP and with statistics enabled
3663  */
3664
3665 struct seq_operations slabinfo_op = {
3666         .start = s_start,
3667         .next = s_next,
3668         .stop = s_stop,
3669         .show = s_show,
3670 };
3671
3672 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3673 /**
3674  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3675  * @file: unused
3676  * @buffer: user buffer
3677  * @count: data length
3678  * @ppos: unused
3679  */
3680 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
3681                        size_t count, loff_t *ppos)
3682 {
3683         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
3684         int limit, batchcount, shared, res;
3685         struct list_head *p;
3686
3687         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3688                 return -EINVAL;
3689         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3690                 return -EFAULT;
3691         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
3692
3693         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3694         if (!tmp)
3695                 return -EINVAL;
3696         *tmp = '\0';
3697         tmp++;
3698         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3699                 return -EINVAL;
3700
3701         /* Find the cache in the chain of caches. */
3702         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3703         res = -EINVAL;
3704         list_for_each(p, &cache_chain) {
3705                 struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache,
3706                                                        next);
3707
3708                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3709                         if (limit < 1 ||
3710                             batchcount < 1 ||
3711                             batchcount > limit || shared < 0) {
3712                                 res = 0;
3713                         } else {
3714                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
3715                                                        batchcount, shared);
3716                         }
3717                         break;
3718                 }
3719         }
3720         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3721         if (res >= 0)
3722                 res = count;
3723         return res;
3724 }
3725 #endif
3726
3727 /**
3728  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
3729  * @objp: Pointer to the object
3730  *
3731  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
3732  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
3733  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
3734  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
3735  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
3736  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
3737  * must not be freed during the duration of the call.
3738  */
3739 unsigned int ksize(const void *objp)
3740 {
3741         if (unlikely(objp == NULL))
3742                 return 0;
3743
3744         return obj_size(virt_to_cache(objp));
3745 }