[PATCH] slab: distinguish between object and buffer size
[cascardo/linux.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts - 
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in kmem_cache_t and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/config.h>
90 #include        <linux/slab.h>
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/seq_file.h>
98 #include        <linux/notifier.h>
99 #include        <linux/kallsyms.h>
100 #include        <linux/cpu.h>
101 #include        <linux/sysctl.h>
102 #include        <linux/module.h>
103 #include        <linux/rcupdate.h>
104 #include        <linux/string.h>
105 #include        <linux/nodemask.h>
106 #include        <linux/mempolicy.h>
107 #include        <linux/mutex.h>
108
109 #include        <asm/uaccess.h>
110 #include        <asm/cacheflush.h>
111 #include        <asm/tlbflush.h>
112 #include        <asm/page.h>
113
114 /*
115  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
116  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
117  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
118  *
119  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
120  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
121  *
122  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
123  */
124
125 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
126 #define DEBUG           1
127 #define STATS           1
128 #define FORCED_DEBUG    1
129 #else
130 #define DEBUG           0
131 #define STATS           0
132 #define FORCED_DEBUG    0
133 #endif
134
135 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
136 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
137
138 #ifndef cache_line_size
139 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
140 #endif
141
142 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
143 /*
144  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
145  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
146  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
147  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
148  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
149  * Note that this flag disables some debug features.
150  */
151 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
152 #endif
153
154 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
155 /*
156  * Enforce a minimum alignment for all caches.
157  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
158  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
159  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
160  * some debug features.
161  */
162 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
163 #endif
164
165 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
166 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
167 #endif
168
169 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
170 #if DEBUG
171 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
172                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
173                          SLAB_NO_REAP | SLAB_CACHE_DMA | \
174                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
175                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
176                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
177 #else
178 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_REAP | \
179                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
180                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
181                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
182 #endif
183
184 /*
185  * kmem_bufctl_t:
186  *
187  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
188  * linked offsets.
189  *
190  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
191  * slab an object belongs to.
192  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
193  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
194  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
195  * that does not use off-slab slabs.
196  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
197  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
198  * to have too many per slab.
199  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
200  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
201  */
202
203 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
204 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
205 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
206 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
207
208 /* Max number of objs-per-slab for caches which use off-slab slabs.
209  * Needed to avoid a possible looping condition in cache_grow().
210  */
211 static unsigned long offslab_limit;
212
213 /*
214  * struct slab
215  *
216  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
217  * for a slab, or allocated from an general cache.
218  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
219  */
220 struct slab {
221         struct list_head list;
222         unsigned long colouroff;
223         void *s_mem;            /* including colour offset */
224         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
225         kmem_bufctl_t free;
226         unsigned short nodeid;
227 };
228
229 /*
230  * struct slab_rcu
231  *
232  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
233  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
234  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
235  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
236  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
237  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
238  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
239  *
240  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
241  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
242  *
243  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
244  */
245 struct slab_rcu {
246         struct rcu_head head;
247         kmem_cache_t *cachep;
248         void *addr;
249 };
250
251 /*
252  * struct array_cache
253  *
254  * Purpose:
255  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
256  * - reduce the number of linked list operations
257  * - reduce spinlock operations
258  *
259  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
260  * footprint.
261  *
262  */
263 struct array_cache {
264         unsigned int avail;
265         unsigned int limit;
266         unsigned int batchcount;
267         unsigned int touched;
268         spinlock_t lock;
269         void *entry[0];         /*
270                                  * Must have this definition in here for the proper
271                                  * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
272                                  * the entries.
273                                  * [0] is for gcc 2.95. It should really be [].
274                                  */
275 };
276
277 /* bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore,
278  * but the cpuarrays are allocated from the generic caches...
279  */
280 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
281 struct arraycache_init {
282         struct array_cache cache;
283         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
284 };
285
286 /*
287  * The slab lists for all objects.
288  */
289 struct kmem_list3 {
290         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
291         struct list_head slabs_full;
292         struct list_head slabs_free;
293         unsigned long free_objects;
294         unsigned long next_reap;
295         int free_touched;
296         unsigned int free_limit;
297         spinlock_t list_lock;
298         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
299         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
300 };
301
302 /*
303  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
304  */
305 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES + 1)
306 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
307 #define CACHE_CACHE 0
308 #define SIZE_AC 1
309 #define SIZE_L3 (1 + MAX_NUMNODES)
310
311 /*
312  * This function must be completely optimized away if
313  * a constant is passed to it. Mostly the same as
314  * what is in linux/slab.h except it returns an
315  * index.
316  */
317 static __always_inline int index_of(const size_t size)
318 {
319         if (__builtin_constant_p(size)) {
320                 int i = 0;
321
322 #define CACHE(x) \
323         if (size <=x) \
324                 return i; \
325         else \
326                 i++;
327 #include "linux/kmalloc_sizes.h"
328 #undef CACHE
329                 {
330                         extern void __bad_size(void);
331                         __bad_size();
332                 }
333         } else
334                 BUG();
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 inline 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         spin_lock_init(&parent->list_lock);
349         parent->free_objects = 0;
350         parent->free_touched = 0;
351 }
352
353 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)  \
354         do {    \
355                 INIT_LIST_HEAD(listp);          \
356                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
357         } while (0)
358
359 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                     \
360         do {                                    \
361         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
362         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
363         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
364         } while (0)
365
366 /*
367  * kmem_cache_t
368  *
369  * manages a cache.
370  */
371
372 struct kmem_cache {
373 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
374         struct array_cache *array[NR_CPUS];
375         unsigned int batchcount;
376         unsigned int limit;
377         unsigned int shared;
378         unsigned int buffer_size;
379 /* 2) touched by every alloc & free from the backend */
380         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
381         unsigned int flags;     /* constant flags */
382         unsigned int num;       /* # of objs per slab */
383         spinlock_t spinlock;
384
385 /* 3) cache_grow/shrink */
386         /* order of pgs per slab (2^n) */
387         unsigned int gfporder;
388
389         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
390         gfp_t gfpflags;
391
392         size_t colour;          /* cache colouring range */
393         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
394         unsigned int colour_next;       /* cache colouring */
395         kmem_cache_t *slabp_cache;
396         unsigned int slab_size;
397         unsigned int dflags;    /* dynamic flags */
398
399         /* constructor func */
400         void (*ctor) (void *, kmem_cache_t *, unsigned long);
401
402         /* de-constructor func */
403         void (*dtor) (void *, kmem_cache_t *, 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(kmem_cache_t *cachep)
514 {
515         return cachep->obj_offset;
516 }
517
518 static int obj_size(kmem_cache_t *cachep)
519 {
520         return cachep->obj_size;
521 }
522
523 static unsigned long *dbg_redzone1(kmem_cache_t *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(kmem_cache_t *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(kmem_cache_t *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 /* These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes. */
601 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
602 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
603 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
604         CACHE(ULONG_MAX)
605 #undef CACHE
606 };
607 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
608
609 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
610 struct cache_names {
611         char *name;
612         char *name_dma;
613 };
614
615 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
616 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
617 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
618         {NULL,}
619 #undef CACHE
620 };
621
622 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
623     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
624 static struct arraycache_init initarray_generic =
625     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
626
627 /* internal cache of cache description objs */
628 static kmem_cache_t cache_cache = {
629         .batchcount = 1,
630         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
631         .shared = 1,
632         .buffer_size = sizeof(kmem_cache_t),
633         .flags = SLAB_NO_REAP,
634         .spinlock = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
635         .name = "kmem_cache",
636 #if DEBUG
637         .obj_size = sizeof(kmem_cache_t),
638 #endif
639 };
640
641 /* Guard access to the cache-chain. */
642 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
643 static struct list_head cache_chain;
644
645 /*
646  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many
647  * slab-allocated pages are possibly freeable under pressure
648  *
649  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
650  */
651 atomic_t slab_reclaim_pages;
652
653 /*
654  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
655  * until the general caches are up.
656  */
657 static enum {
658         NONE,
659         PARTIAL_AC,
660         PARTIAL_L3,
661         FULL
662 } g_cpucache_up;
663
664 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
665
666 static void free_block(kmem_cache_t *cachep, void **objpp, int len, int node);
667 static void enable_cpucache(kmem_cache_t *cachep);
668 static void cache_reap(void *unused);
669 static int __node_shrink(kmem_cache_t *cachep, int node);
670
671 static inline struct array_cache *ac_data(kmem_cache_t *cachep)
672 {
673         return cachep->array[smp_processor_id()];
674 }
675
676 static inline kmem_cache_t *__find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
677 {
678         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
679
680 #if DEBUG
681         /* This happens if someone tries to call
682          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
683          * the generic caches are initialized.
684          */
685         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
686 #endif
687         while (size > csizep->cs_size)
688                 csizep++;
689
690         /*
691          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
692          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
693          * for large kmalloc calls required.
694          */
695         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
696                 return csizep->cs_dmacachep;
697         return csizep->cs_cachep;
698 }
699
700 kmem_cache_t *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
701 {
702         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
703 }
704 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
705
706 /* Cal the num objs, wastage, and bytes left over for a given slab size. */
707 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t size, size_t align,
708                            int flags, size_t *left_over, unsigned int *num)
709 {
710         int i;
711         size_t wastage = PAGE_SIZE << gfporder;
712         size_t extra = 0;
713         size_t base = 0;
714
715         if (!(flags & CFLGS_OFF_SLAB)) {
716                 base = sizeof(struct slab);
717                 extra = sizeof(kmem_bufctl_t);
718         }
719         i = 0;
720         while (i * size + ALIGN(base + i * extra, align) <= wastage)
721                 i++;
722         if (i > 0)
723                 i--;
724
725         if (i > SLAB_LIMIT)
726                 i = SLAB_LIMIT;
727
728         *num = i;
729         wastage -= i * size;
730         wastage -= ALIGN(base + i * extra, align);
731         *left_over = wastage;
732 }
733
734 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
735
736 static void __slab_error(const char *function, kmem_cache_t *cachep, char *msg)
737 {
738         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
739                function, cachep->name, msg);
740         dump_stack();
741 }
742
743 /*
744  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
745  * via the workqueue/eventd.
746  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
747  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
748  * lock.
749  */
750 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
751 {
752         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
753
754         /*
755          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
756          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
757          * at that time.
758          */
759         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
760                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
761                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
762         }
763 }
764
765 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
766                                             int batchcount)
767 {
768         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
769         struct array_cache *nc = NULL;
770
771         nc = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
772         if (nc) {
773                 nc->avail = 0;
774                 nc->limit = entries;
775                 nc->batchcount = batchcount;
776                 nc->touched = 0;
777                 spin_lock_init(&nc->lock);
778         }
779         return nc;
780 }
781
782 #ifdef CONFIG_NUMA
783 static void *__cache_alloc_node(kmem_cache_t *, gfp_t, int);
784
785 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit)
786 {
787         struct array_cache **ac_ptr;
788         int memsize = sizeof(void *) * MAX_NUMNODES;
789         int i;
790
791         if (limit > 1)
792                 limit = 12;
793         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
794         if (ac_ptr) {
795                 for_each_node(i) {
796                         if (i == node || !node_online(i)) {
797                                 ac_ptr[i] = NULL;
798                                 continue;
799                         }
800                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d);
801                         if (!ac_ptr[i]) {
802                                 for (i--; i <= 0; i--)
803                                         kfree(ac_ptr[i]);
804                                 kfree(ac_ptr);
805                                 return NULL;
806                         }
807                 }
808         }
809         return ac_ptr;
810 }
811
812 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
813 {
814         int i;
815
816         if (!ac_ptr)
817                 return;
818
819         for_each_node(i)
820             kfree(ac_ptr[i]);
821
822         kfree(ac_ptr);
823 }
824
825 static inline void __drain_alien_cache(kmem_cache_t *cachep,
826                                        struct array_cache *ac, int node)
827 {
828         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
829
830         if (ac->avail) {
831                 spin_lock(&rl3->list_lock);
832                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
833                 ac->avail = 0;
834                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
835         }
836 }
837
838 static void drain_alien_cache(kmem_cache_t *cachep, struct kmem_list3 *l3)
839 {
840         int i = 0;
841         struct array_cache *ac;
842         unsigned long flags;
843
844         for_each_online_node(i) {
845                 ac = l3->alien[i];
846                 if (ac) {
847                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
848                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
849                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
850                 }
851         }
852 }
853 #else
854 #define alloc_alien_cache(node, limit) do { } while (0)
855 #define free_alien_cache(ac_ptr) do { } while (0)
856 #define drain_alien_cache(cachep, l3) do { } while (0)
857 #endif
858
859 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
860                                     unsigned long action, void *hcpu)
861 {
862         long cpu = (long)hcpu;
863         kmem_cache_t *cachep;
864         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
865         int node = cpu_to_node(cpu);
866         int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
867
868         switch (action) {
869         case CPU_UP_PREPARE:
870                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
871                 /* we need to do this right in the beginning since
872                  * alloc_arraycache's are going to use this list.
873                  * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
874                  * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
875                  */
876
877                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
878                         /* setup the size64 kmemlist for cpu before we can
879                          * begin anything. Make sure some other cpu on this
880                          * node has not already allocated this
881                          */
882                         if (!cachep->nodelists[node]) {
883                                 if (!(l3 = kmalloc_node(memsize,
884                                                         GFP_KERNEL, node)))
885                                         goto bad;
886                                 kmem_list3_init(l3);
887                                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
888                                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
889
890                                 cachep->nodelists[node] = l3;
891                         }
892
893                         spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
894                         cachep->nodelists[node]->free_limit =
895                             (1 + nr_cpus_node(node)) *
896                             cachep->batchcount + cachep->num;
897                         spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
898                 }
899
900                 /* Now we can go ahead with allocating the shared array's
901                    & array cache's */
902                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
903                         struct array_cache *nc;
904
905                         nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
906                                               cachep->batchcount);
907                         if (!nc)
908                                 goto bad;
909                         cachep->array[cpu] = nc;
910
911                         l3 = cachep->nodelists[node];
912                         BUG_ON(!l3);
913                         if (!l3->shared) {
914                                 if (!(nc = alloc_arraycache(node,
915                                                             cachep->shared *
916                                                             cachep->batchcount,
917                                                             0xbaadf00d)))
918                                         goto bad;
919
920                                 /* we are serialised from CPU_DEAD or
921                                    CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock */
922                                 l3->shared = nc;
923                         }
924                 }
925                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
926                 break;
927         case CPU_ONLINE:
928                 start_cpu_timer(cpu);
929                 break;
930 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
931         case CPU_DEAD:
932                 /* fall thru */
933         case CPU_UP_CANCELED:
934                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
935
936                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
937                         struct array_cache *nc;
938                         cpumask_t mask;
939
940                         mask = node_to_cpumask(node);
941                         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
942                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
943                         nc = cachep->array[cpu];
944                         cachep->array[cpu] = NULL;
945                         l3 = cachep->nodelists[node];
946
947                         if (!l3)
948                                 goto unlock_cache;
949
950                         spin_lock(&l3->list_lock);
951
952                         /* Free limit for this kmem_list3 */
953                         l3->free_limit -= cachep->batchcount;
954                         if (nc)
955                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
956
957                         if (!cpus_empty(mask)) {
958                                 spin_unlock(&l3->list_lock);
959                                 goto unlock_cache;
960                         }
961
962                         if (l3->shared) {
963                                 free_block(cachep, l3->shared->entry,
964                                            l3->shared->avail, node);
965                                 kfree(l3->shared);
966                                 l3->shared = NULL;
967                         }
968                         if (l3->alien) {
969                                 drain_alien_cache(cachep, l3);
970                                 free_alien_cache(l3->alien);
971                                 l3->alien = NULL;
972                         }
973
974                         /* free slabs belonging to this node */
975                         if (__node_shrink(cachep, node)) {
976                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
977                                 spin_unlock(&l3->list_lock);
978                                 kfree(l3);
979                         } else {
980                                 spin_unlock(&l3->list_lock);
981                         }
982                       unlock_cache:
983                         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
984                         kfree(nc);
985                 }
986                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
987                 break;
988 #endif
989         }
990         return NOTIFY_OK;
991       bad:
992         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
993         return NOTIFY_BAD;
994 }
995
996 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
997
998 /*
999  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1000  */
1001 static void init_list(kmem_cache_t *cachep, struct kmem_list3 *list, int nodeid)
1002 {
1003         struct kmem_list3 *ptr;
1004
1005         BUG_ON(cachep->nodelists[nodeid] != list);
1006         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_KERNEL, nodeid);
1007         BUG_ON(!ptr);
1008
1009         local_irq_disable();
1010         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1011         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1012         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1013         local_irq_enable();
1014 }
1015
1016 /* Initialisation.
1017  * Called after the gfp() functions have been enabled, and before smp_init().
1018  */
1019 void __init kmem_cache_init(void)
1020 {
1021         size_t left_over;
1022         struct cache_sizes *sizes;
1023         struct cache_names *names;
1024         int i;
1025
1026         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1027                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1028                 if (i < MAX_NUMNODES)
1029                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1030         }
1031
1032         /*
1033          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1034          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1035          */
1036         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1037                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1038
1039         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1040          * from caches that do not exist yet:
1041          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the kmem_cache_t
1042          *    structures of all caches, except cache_cache itself: cache_cache
1043          *    is statically allocated.
1044          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1045          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1046          *    array at the end of the bootstrap.
1047          * 2) Create the first kmalloc cache.
1048          *    The kmem_cache_t for the new cache is allocated normally.
1049          *    An __init data area is used for the head array.
1050          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1051          *    head arrays.
1052          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1053          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1054          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1055          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1056          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1057          */
1058
1059         /* 1) create the cache_cache */
1060         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1061         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1062         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1063         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1064         cache_cache.nodelists[numa_node_id()] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE];
1065
1066         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size, cache_line_size());
1067
1068         cache_estimate(0, cache_cache.buffer_size, cache_line_size(), 0,
1069                        &left_over, &cache_cache.num);
1070         if (!cache_cache.num)
1071                 BUG();
1072
1073         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1074         cache_cache.colour_next = 0;
1075         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1076                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1077
1078         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1079         sizes = malloc_sizes;
1080         names = cache_names;
1081
1082         /* Initialize the caches that provide memory for the array cache
1083          * and the kmem_list3 structures first.
1084          * Without this, further allocations will bug
1085          */
1086
1087         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1088                                                       sizes[INDEX_AC].cs_size,
1089                                                       ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1090                                                       (ARCH_KMALLOC_FLAGS |
1091                                                        SLAB_PANIC), NULL, NULL);
1092
1093         if (INDEX_AC != INDEX_L3)
1094                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1095                     kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1096                                       sizes[INDEX_L3].cs_size,
1097                                       ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1098                                       (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_PANIC), NULL,
1099                                       NULL);
1100
1101         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1102                 /*
1103                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1104                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1105                  * eliminates "false sharing".
1106                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1107                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1108                  */
1109                 if (!sizes->cs_cachep)
1110                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1111                                                              sizes->cs_size,
1112                                                              ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1113                                                              (ARCH_KMALLOC_FLAGS
1114                                                               | SLAB_PANIC),
1115                                                              NULL, NULL);
1116
1117                 /* Inc off-slab bufctl limit until the ceiling is hit. */
1118                 if (!(OFF_SLAB(sizes->cs_cachep))) {
1119                         offslab_limit = sizes->cs_size - sizeof(struct slab);
1120                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
1121                 }
1122
1123                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
1124                                                         sizes->cs_size,
1125                                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1126                                                         (ARCH_KMALLOC_FLAGS |
1127                                                          SLAB_CACHE_DMA |
1128                                                          SLAB_PANIC), NULL,
1129                                                         NULL);
1130
1131                 sizes++;
1132                 names++;
1133         }
1134         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1135         {
1136                 void *ptr;
1137
1138                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1139
1140                 local_irq_disable();
1141                 BUG_ON(ac_data(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1142                 memcpy(ptr, ac_data(&cache_cache),
1143                        sizeof(struct arraycache_init));
1144                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1145                 local_irq_enable();
1146
1147                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1148
1149                 local_irq_disable();
1150                 BUG_ON(ac_data(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1151                        != &initarray_generic.cache);
1152                 memcpy(ptr, ac_data(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1153                        sizeof(struct arraycache_init));
1154                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1155                     ptr;
1156                 local_irq_enable();
1157         }
1158         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1159         {
1160                 int node;
1161                 /* Replace the static kmem_list3 structures for the boot cpu */
1162                 init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE],
1163                           numa_node_id());
1164
1165                 for_each_online_node(node) {
1166                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1167                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + node], node);
1168
1169                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1170                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1171                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + node],
1172                                           node);
1173                         }
1174                 }
1175         }
1176
1177         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1178         {
1179                 kmem_cache_t *cachep;
1180                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1181                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1182                     enable_cpucache(cachep);
1183                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1184         }
1185
1186         /* Done! */
1187         g_cpucache_up = FULL;
1188
1189         /* Register a cpu startup notifier callback
1190          * that initializes ac_data for all new cpus
1191          */
1192         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1193
1194         /* The reap timers are started later, with a module init call:
1195          * That part of the kernel is not yet operational.
1196          */
1197 }
1198
1199 static int __init cpucache_init(void)
1200 {
1201         int cpu;
1202
1203         /* 
1204          * Register the timers that return unneeded
1205          * pages to gfp.
1206          */
1207         for_each_online_cpu(cpu)
1208             start_cpu_timer(cpu);
1209
1210         return 0;
1211 }
1212
1213 __initcall(cpucache_init);
1214
1215 /*
1216  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1217  *
1218  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1219  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1220  * would be relatively rare and ignorable.
1221  */
1222 static void *kmem_getpages(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1223 {
1224         struct page *page;
1225         void *addr;
1226         int i;
1227
1228         flags |= cachep->gfpflags;
1229         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1230         if (!page)
1231                 return NULL;
1232         addr = page_address(page);
1233
1234         i = (1 << cachep->gfporder);
1235         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1236                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
1237         add_page_state(nr_slab, i);
1238         while (i--) {
1239                 SetPageSlab(page);
1240                 page++;
1241         }
1242         return addr;
1243 }
1244
1245 /*
1246  * Interface to system's page release.
1247  */
1248 static void kmem_freepages(kmem_cache_t *cachep, void *addr)
1249 {
1250         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1251         struct page *page = virt_to_page(addr);
1252         const unsigned long nr_freed = i;
1253
1254         while (i--) {
1255                 if (!TestClearPageSlab(page))
1256                         BUG();
1257                 page++;
1258         }
1259         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
1260         if (current->reclaim_state)
1261                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1262         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1263         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1264                 atomic_sub(1 << cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
1265 }
1266
1267 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1268 {
1269         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1270         kmem_cache_t *cachep = slab_rcu->cachep;
1271
1272         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1273         if (OFF_SLAB(cachep))
1274                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1275 }
1276
1277 #if DEBUG
1278
1279 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1280 static void store_stackinfo(kmem_cache_t *cachep, unsigned long *addr,
1281                             unsigned long caller)
1282 {
1283         int size = obj_size(cachep);
1284
1285         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1286
1287         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1288                 return;
1289
1290         *addr++ = 0x12345678;
1291         *addr++ = caller;
1292         *addr++ = smp_processor_id();
1293         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1294         {
1295                 unsigned long *sptr = &caller;
1296                 unsigned long svalue;
1297
1298                 while (!kstack_end(sptr)) {
1299                         svalue = *sptr++;
1300                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1301                                 *addr++ = svalue;
1302                                 size -= sizeof(unsigned long);
1303                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1304                                         break;
1305                         }
1306                 }
1307
1308         }
1309         *addr++ = 0x87654321;
1310 }
1311 #endif
1312
1313 static void poison_obj(kmem_cache_t *cachep, void *addr, unsigned char val)
1314 {
1315         int size = obj_size(cachep);
1316         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1317
1318         memset(addr, val, size);
1319         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1320 }
1321
1322 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1323 {
1324         int i;
1325         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1326         for (i = 0; i < limit; i++) {
1327                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1328         }
1329         printk("\n");
1330 }
1331 #endif
1332
1333 #if DEBUG
1334
1335 static void print_objinfo(kmem_cache_t *cachep, void *objp, int lines)
1336 {
1337         int i, size;
1338         char *realobj;
1339
1340         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1341                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1342                        *dbg_redzone1(cachep, objp),
1343                        *dbg_redzone2(cachep, objp));
1344         }
1345
1346         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1347                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1348                        *dbg_userword(cachep, objp));
1349                 print_symbol("(%s)",
1350                              (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1351                 printk("\n");
1352         }
1353         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1354         size = obj_size(cachep);
1355         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1356                 int limit;
1357                 limit = 16;
1358                 if (i + limit > size)
1359                         limit = size - i;
1360                 dump_line(realobj, i, limit);
1361         }
1362 }
1363
1364 static void check_poison_obj(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
1365 {
1366         char *realobj;
1367         int size, i;
1368         int lines = 0;
1369
1370         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1371         size = obj_size(cachep);
1372
1373         for (i = 0; i < size; i++) {
1374                 char exp = POISON_FREE;
1375                 if (i == size - 1)
1376                         exp = POISON_END;
1377                 if (realobj[i] != exp) {
1378                         int limit;
1379                         /* Mismatch ! */
1380                         /* Print header */
1381                         if (lines == 0) {
1382                                 printk(KERN_ERR
1383                                        "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1384                                        realobj, size);
1385                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1386                         }
1387                         /* Hexdump the affected line */
1388                         i = (i / 16) * 16;
1389                         limit = 16;
1390                         if (i + limit > size)
1391                                 limit = size - i;
1392                         dump_line(realobj, i, limit);
1393                         i += 16;
1394                         lines++;
1395                         /* Limit to 5 lines */
1396                         if (lines > 5)
1397                                 break;
1398                 }
1399         }
1400         if (lines != 0) {
1401                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1402                  * exist:
1403                  */
1404                 struct slab *slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
1405                 int objnr;
1406
1407                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
1408                 if (objnr) {
1409                         objp = slabp->s_mem + (objnr - 1) * cachep->buffer_size;
1410                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1411                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1412                                realobj, size);
1413                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1414                 }
1415                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1416                         objp = slabp->s_mem + (objnr + 1) * cachep->buffer_size;
1417                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1418                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1419                                realobj, size);
1420                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1421                 }
1422         }
1423 }
1424 #endif
1425
1426 /* Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1427  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.
1428  * The cache-lock is not held/needed.
1429  */
1430 static void slab_destroy(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp)
1431 {
1432         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1433
1434 #if DEBUG
1435         int i;
1436         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1437                 void *objp = slabp->s_mem + cachep->buffer_size * i;
1438
1439                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1440 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1441                         if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0
1442                             && OFF_SLAB(cachep))
1443                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1444                                                  cachep->buffer_size / PAGE_SIZE,
1445                                                  1);
1446                         else
1447                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1448 #else
1449                         check_poison_obj(cachep, objp);
1450 #endif
1451                 }
1452                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1453                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1454                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1455                                            "was overwritten");
1456                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1457                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1458                                            "was overwritten");
1459                 }
1460                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1461                         (cachep->dtor) (objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
1462         }
1463 #else
1464         if (cachep->dtor) {
1465                 int i;
1466                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1467                         void *objp = slabp->s_mem + cachep->buffer_size * i;
1468                         (cachep->dtor) (objp, cachep, 0);
1469                 }
1470         }
1471 #endif
1472
1473         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1474                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1475
1476                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1477                 slab_rcu->cachep = cachep;
1478                 slab_rcu->addr = addr;
1479                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1480         } else {
1481                 kmem_freepages(cachep, addr);
1482                 if (OFF_SLAB(cachep))
1483                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1484         }
1485 }
1486
1487 /* For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same
1488    as size of kmem_list3. */
1489 static inline void set_up_list3s(kmem_cache_t *cachep, int index)
1490 {
1491         int node;
1492
1493         for_each_online_node(node) {
1494                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1495                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1496                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1497                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1498         }
1499 }
1500
1501 /**
1502  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs and the number
1503  *                        of objects per slab.
1504  *
1505  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1506  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1507  * towards high-order requests, this should be changed.
1508  */
1509 static inline size_t calculate_slab_order(kmem_cache_t *cachep, size_t size,
1510                                           size_t align, gfp_t flags)
1511 {
1512         size_t left_over = 0;
1513
1514         for (;; cachep->gfporder++) {
1515                 unsigned int num;
1516                 size_t remainder;
1517
1518                 if (cachep->gfporder > MAX_GFP_ORDER) {
1519                         cachep->num = 0;
1520                         break;
1521                 }
1522
1523                 cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1524                                &remainder, &num);
1525                 if (!num)
1526                         continue;
1527                 /* More than offslab_limit objects will cause problems */
1528                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && cachep->num > offslab_limit)
1529                         break;
1530
1531                 cachep->num = num;
1532                 left_over = remainder;
1533
1534                 /*
1535                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1536                  * currently bad for the gfp()s.
1537                  */
1538                 if (cachep->gfporder >= slab_break_gfp_order)
1539                         break;
1540
1541                 if ((left_over * 8) <= (PAGE_SIZE << cachep->gfporder))
1542                         /* Acceptable internal fragmentation */
1543                         break;
1544         }
1545         return left_over;
1546 }
1547
1548 /**
1549  * kmem_cache_create - Create a cache.
1550  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1551  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1552  * @align: The required alignment for the objects.
1553  * @flags: SLAB flags
1554  * @ctor: A constructor for the objects.
1555  * @dtor: A destructor for the objects.
1556  *
1557  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1558  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1559  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1560  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1561  *
1562  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1563  * the module calling this has to destroy the cache before getting 
1564  * unloaded.
1565  * 
1566  * The flags are
1567  *
1568  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1569  * to catch references to uninitialised memory.
1570  *
1571  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1572  * for buffer overruns.
1573  *
1574  * %SLAB_NO_REAP - Don't automatically reap this cache when we're under
1575  * memory pressure.
1576  *
1577  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1578  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1579  * as davem.
1580  */
1581 kmem_cache_t *
1582 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1583         unsigned long flags, void (*ctor)(void*, kmem_cache_t *, unsigned long),
1584         void (*dtor)(void*, kmem_cache_t *, unsigned long))
1585 {
1586         size_t left_over, slab_size, ralign;
1587         kmem_cache_t *cachep = NULL;
1588         struct list_head *p;
1589
1590         /*
1591          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1592          */
1593         if ((!name) ||
1594             in_interrupt() ||
1595             (size < BYTES_PER_WORD) ||
1596             (size > (1 << MAX_OBJ_ORDER) * PAGE_SIZE) || (dtor && !ctor)) {
1597                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n",
1598                        __FUNCTION__, name);
1599                 BUG();
1600         }
1601
1602         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1603
1604         list_for_each(p, &cache_chain) {
1605                 kmem_cache_t *pc = list_entry(p, kmem_cache_t, next);
1606                 mm_segment_t old_fs = get_fs();
1607                 char tmp;
1608                 int res;
1609
1610                 /*
1611                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
1612                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
1613                  * area of the module.  Print a warning.
1614                  */
1615                 set_fs(KERNEL_DS);
1616                 res = __get_user(tmp, pc->name);
1617                 set_fs(old_fs);
1618                 if (res) {
1619                         printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
1620                                pc->buffer_size);
1621                         continue;
1622                 }
1623
1624                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
1625                         printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
1626                         dump_stack();
1627                         goto oops;
1628                 }
1629         }
1630
1631 #if DEBUG
1632         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1633         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1634                 /* No constructor, but inital state check requested */
1635                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1636                        "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1637                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1638         }
1639 #if FORCED_DEBUG
1640         /*
1641          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1642          * large objects, if the increased size would increase the object size
1643          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1644          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1645          */
1646         if ((size < 4096
1647              || fls(size - 1) == fls(size - 1 + 3 * BYTES_PER_WORD)))
1648                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
1649         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1650                 flags |= SLAB_POISON;
1651 #endif
1652         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1653                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
1654 #endif
1655         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1656                 BUG_ON(dtor);
1657
1658         /*
1659          * Always checks flags, a caller might be expecting debug
1660          * support which isn't available.
1661          */
1662         if (flags & ~CREATE_MASK)
1663                 BUG();
1664
1665         /* Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1666          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1667          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1668          */
1669         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
1670                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
1671                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
1672         }
1673
1674         /* calculate out the final buffer alignment: */
1675         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
1676         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1677                 /* Default alignment: as specified by the arch code.
1678                  * Except if an object is really small, then squeeze multiple
1679                  * objects into one cacheline.
1680                  */
1681                 ralign = cache_line_size();
1682                 while (size <= ralign / 2)
1683                         ralign /= 2;
1684         } else {
1685                 ralign = BYTES_PER_WORD;
1686         }
1687         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
1688         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
1689                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1690                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1691                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1692         }
1693         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
1694         if (ralign < align) {
1695                 ralign = align;
1696                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1697                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
1698         }
1699         /* 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
1700          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
1701          */
1702         align = ralign;
1703
1704         /* Get cache's description obj. */
1705         cachep = (kmem_cache_t *) kmem_cache_alloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
1706         if (!cachep)
1707                 goto oops;
1708         memset(cachep, 0, sizeof(kmem_cache_t));
1709
1710 #if DEBUG
1711         cachep->obj_size = size;
1712
1713         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1714                 /* redzoning only works with word aligned caches */
1715                 align = BYTES_PER_WORD;
1716
1717                 /* add space for red zone words */
1718                 cachep->obj_offset += BYTES_PER_WORD;
1719                 size += 2 * BYTES_PER_WORD;
1720         }
1721         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
1722                 /* user store requires word alignment and
1723                  * one word storage behind the end of the real
1724                  * object.
1725                  */
1726                 align = BYTES_PER_WORD;
1727                 size += BYTES_PER_WORD;
1728         }
1729 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
1730         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
1731             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
1732                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
1733                 size = PAGE_SIZE;
1734         }
1735 #endif
1736 #endif
1737
1738         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
1739         if (size >= (PAGE_SIZE >> 3))
1740                 /*
1741                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
1742                  * off-slab (should allow better packing of objs).
1743                  */
1744                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
1745
1746         size = ALIGN(size, align);
1747
1748         if ((flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) && size <= PAGE_SIZE) {
1749                 /*
1750                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1751                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1752                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1753                  */
1754                 cachep->gfporder = 0;
1755                 cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1756                                &left_over, &cachep->num);
1757         } else
1758                 left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
1759
1760         if (!cachep->num) {
1761                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
1762                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1763                 cachep = NULL;
1764                 goto oops;
1765         }
1766         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
1767                           + sizeof(struct slab), align);
1768
1769         /*
1770          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1771          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1772          */
1773         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
1774                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
1775                 left_over -= slab_size;
1776         }
1777
1778         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1779                 /* really off slab. No need for manual alignment */
1780                 slab_size =
1781                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
1782         }
1783
1784         cachep->colour_off = cache_line_size();
1785         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
1786         if (cachep->colour_off < align)
1787                 cachep->colour_off = align;
1788         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
1789         cachep->slab_size = slab_size;
1790         cachep->flags = flags;
1791         cachep->gfpflags = 0;
1792         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
1793                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
1794         spin_lock_init(&cachep->spinlock);
1795         cachep->buffer_size = size;
1796
1797         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
1798                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
1799         cachep->ctor = ctor;
1800         cachep->dtor = dtor;
1801         cachep->name = name;
1802
1803         /* Don't let CPUs to come and go */
1804         lock_cpu_hotplug();
1805
1806         if (g_cpucache_up == FULL) {
1807                 enable_cpucache(cachep);
1808         } else {
1809                 if (g_cpucache_up == NONE) {
1810                         /* Note: the first kmem_cache_create must create
1811                          * the cache that's used by kmalloc(24), otherwise
1812                          * the creation of further caches will BUG().
1813                          */
1814                         cachep->array[smp_processor_id()] =
1815                             &initarray_generic.cache;
1816
1817                         /* If the cache that's used by
1818                          * kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is the first cache,
1819                          * then we need to set up all its list3s, otherwise
1820                          * the creation of further caches will BUG().
1821                          */
1822                         set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
1823                         if (INDEX_AC == INDEX_L3)
1824                                 g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1825                         else
1826                                 g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
1827                 } else {
1828                         cachep->array[smp_processor_id()] =
1829                             kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
1830
1831                         if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
1832                                 set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
1833                                 g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
1834                         } else {
1835                                 int node;
1836                                 for_each_online_node(node) {
1837
1838                                         cachep->nodelists[node] =
1839                                             kmalloc_node(sizeof
1840                                                          (struct kmem_list3),
1841                                                          GFP_KERNEL, node);
1842                                         BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
1843                                         kmem_list3_init(cachep->
1844                                                         nodelists[node]);
1845                                 }
1846                         }
1847                 }
1848                 cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
1849                     jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1850                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1851
1852                 BUG_ON(!ac_data(cachep));
1853                 ac_data(cachep)->avail = 0;
1854                 ac_data(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1855                 ac_data(cachep)->batchcount = 1;
1856                 ac_data(cachep)->touched = 0;
1857                 cachep->batchcount = 1;
1858                 cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1859         }
1860
1861         /* cache setup completed, link it into the list */
1862         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
1863         unlock_cpu_hotplug();
1864       oops:
1865         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
1866                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
1867                       name);
1868         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1869         return cachep;
1870 }
1871 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
1872
1873 #if DEBUG
1874 static void check_irq_off(void)
1875 {
1876         BUG_ON(!irqs_disabled());
1877 }
1878
1879 static void check_irq_on(void)
1880 {
1881         BUG_ON(irqs_disabled());
1882 }
1883
1884 static void check_spinlock_acquired(kmem_cache_t *cachep)
1885 {
1886 #ifdef CONFIG_SMP
1887         check_irq_off();
1888         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
1889 #endif
1890 }
1891
1892 static inline void check_spinlock_acquired_node(kmem_cache_t *cachep, int node)
1893 {
1894 #ifdef CONFIG_SMP
1895         check_irq_off();
1896         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1897 #endif
1898 }
1899
1900 #else
1901 #define check_irq_off() do { } while(0)
1902 #define check_irq_on()  do { } while(0)
1903 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
1904 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
1905 #endif
1906
1907 /*
1908  * Waits for all CPUs to execute func().
1909  */
1910 static void smp_call_function_all_cpus(void (*func)(void *arg), void *arg)
1911 {
1912         check_irq_on();
1913         preempt_disable();
1914
1915         local_irq_disable();
1916         func(arg);
1917         local_irq_enable();
1918
1919         if (smp_call_function(func, arg, 1, 1))
1920                 BUG();
1921
1922         preempt_enable();
1923 }
1924
1925 static void drain_array_locked(kmem_cache_t *cachep, struct array_cache *ac,
1926                                 int force, int node);
1927
1928 static void do_drain(void *arg)
1929 {
1930         kmem_cache_t *cachep = (kmem_cache_t *) arg;
1931         struct array_cache *ac;
1932         int node = numa_node_id();
1933
1934         check_irq_off();
1935         ac = ac_data(cachep);
1936         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1937         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1938         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1939         ac->avail = 0;
1940 }
1941
1942 static void drain_cpu_caches(kmem_cache_t *cachep)
1943 {
1944         struct kmem_list3 *l3;
1945         int node;
1946
1947         smp_call_function_all_cpus(do_drain, cachep);
1948         check_irq_on();
1949         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1950         for_each_online_node(node) {
1951                 l3 = cachep->nodelists[node];
1952                 if (l3) {
1953                         spin_lock(&l3->list_lock);
1954                         drain_array_locked(cachep, l3->shared, 1, node);
1955                         spin_unlock(&l3->list_lock);
1956                         if (l3->alien)
1957                                 drain_alien_cache(cachep, l3);
1958                 }
1959         }
1960         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1961 }
1962
1963 static int __node_shrink(kmem_cache_t *cachep, int node)
1964 {
1965         struct slab *slabp;
1966         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[node];
1967         int ret;
1968
1969         for (;;) {
1970                 struct list_head *p;
1971
1972                 p = l3->slabs_free.prev;
1973                 if (p == &l3->slabs_free)
1974                         break;
1975
1976                 slabp = list_entry(l3->slabs_free.prev, struct slab, list);
1977 #if DEBUG
1978                 if (slabp->inuse)
1979                         BUG();
1980 #endif
1981                 list_del(&slabp->list);
1982
1983                 l3->free_objects -= cachep->num;
1984                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1985                 slab_destroy(cachep, slabp);
1986                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1987         }
1988         ret = !list_empty(&l3->slabs_full) || !list_empty(&l3->slabs_partial);
1989         return ret;
1990 }
1991
1992 static int __cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
1993 {
1994         int ret = 0, i = 0;
1995         struct kmem_list3 *l3;
1996
1997         drain_cpu_caches(cachep);
1998
1999         check_irq_on();
2000         for_each_online_node(i) {
2001                 l3 = cachep->nodelists[i];
2002                 if (l3) {
2003                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2004                         ret += __node_shrink(cachep, i);
2005                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2006                 }
2007         }
2008         return (ret ? 1 : 0);
2009 }
2010
2011 /**
2012  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2013  * @cachep: The cache to shrink.
2014  *
2015  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2016  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2017  */
2018 int kmem_cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
2019 {
2020         if (!cachep || in_interrupt())
2021                 BUG();
2022
2023         return __cache_shrink(cachep);
2024 }
2025 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2026
2027 /**
2028  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2029  * @cachep: the cache to destroy
2030  *
2031  * Remove a kmem_cache_t object from the slab cache.
2032  * Returns 0 on success.
2033  *
2034  * It is expected this function will be called by a module when it is
2035  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2036  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2037  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2038  *
2039  * The cache must be empty before calling this function.
2040  *
2041  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2042  * during the kmem_cache_destroy().
2043  */
2044 int kmem_cache_destroy(kmem_cache_t *cachep)
2045 {
2046         int i;
2047         struct kmem_list3 *l3;
2048
2049         if (!cachep || in_interrupt())
2050                 BUG();
2051
2052         /* Don't let CPUs to come and go */
2053         lock_cpu_hotplug();
2054
2055         /* Find the cache in the chain of caches. */
2056         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2057         /*
2058          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2059          */
2060         list_del(&cachep->next);
2061         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2062
2063         if (__cache_shrink(cachep)) {
2064                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2065                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2066                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2067                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2068                 unlock_cpu_hotplug();
2069                 return 1;
2070         }
2071
2072         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2073                 synchronize_rcu();
2074
2075         for_each_online_cpu(i)
2076             kfree(cachep->array[i]);
2077
2078         /* NUMA: free the list3 structures */
2079         for_each_online_node(i) {
2080                 if ((l3 = cachep->nodelists[i])) {
2081                         kfree(l3->shared);
2082                         free_alien_cache(l3->alien);
2083                         kfree(l3);
2084                 }
2085         }
2086         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2087
2088         unlock_cpu_hotplug();
2089
2090         return 0;
2091 }
2092 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2093
2094 /* Get the memory for a slab management obj. */
2095 static struct slab *alloc_slabmgmt(kmem_cache_t *cachep, void *objp,
2096                                    int colour_off, gfp_t local_flags)
2097 {
2098         struct slab *slabp;
2099
2100         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2101                 /* Slab management obj is off-slab. */
2102                 slabp = kmem_cache_alloc(cachep->slabp_cache, local_flags);
2103                 if (!slabp)
2104                         return NULL;
2105         } else {
2106                 slabp = objp + colour_off;
2107                 colour_off += cachep->slab_size;
2108         }
2109         slabp->inuse = 0;
2110         slabp->colouroff = colour_off;
2111         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2112
2113         return slabp;
2114 }
2115
2116 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2117 {
2118         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2119 }
2120
2121 static void cache_init_objs(kmem_cache_t *cachep,
2122                             struct slab *slabp, unsigned long ctor_flags)
2123 {
2124         int i;
2125
2126         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2127                 void *objp = slabp->s_mem + cachep->buffer_size * i;
2128 #if DEBUG
2129                 /* need to poison the objs? */
2130                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2131                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2132                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2133                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2134
2135                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2136                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2137                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2138                 }
2139                 /*
2140                  * Constructors are not allowed to allocate memory from
2141                  * the same cache which they are a constructor for.
2142                  * Otherwise, deadlock. They must also be threaded.
2143                  */
2144                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2145                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep), cachep,
2146                                      ctor_flags);
2147
2148                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2149                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2150                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2151                                            " end of an object");
2152                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2153                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2154                                            " start of an object");
2155                 }
2156                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)
2157                     && cachep->flags & SLAB_POISON)
2158                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2159                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2160 #else
2161                 if (cachep->ctor)
2162                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2163 #endif
2164                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2165         }
2166         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2167         slabp->free = 0;
2168 }
2169
2170 static void kmem_flagcheck(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags)
2171 {
2172         if (flags & SLAB_DMA) {
2173                 if (!(cachep->gfpflags & GFP_DMA))
2174                         BUG();
2175         } else {
2176                 if (cachep->gfpflags & GFP_DMA)
2177                         BUG();
2178         }
2179 }
2180
2181 static void set_slab_attr(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp, void *objp)
2182 {
2183         int i;
2184         struct page *page;
2185
2186         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
2187         i = 1 << cachep->gfporder;
2188         page = virt_to_page(objp);
2189         do {
2190                 page_set_cache(page, cachep);
2191                 page_set_slab(page, slabp);
2192                 page++;
2193         } while (--i);
2194 }
2195
2196 /*
2197  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2198  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2199  */
2200 static int cache_grow(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2201 {
2202         struct slab *slabp;
2203         void *objp;
2204         size_t offset;
2205         gfp_t local_flags;
2206         unsigned long ctor_flags;
2207         struct kmem_list3 *l3;
2208
2209         /* Be lazy and only check for valid flags here,
2210          * keeping it out of the critical path in kmem_cache_alloc().
2211          */
2212         if (flags & ~(SLAB_DMA | SLAB_LEVEL_MASK | SLAB_NO_GROW))
2213                 BUG();
2214         if (flags & SLAB_NO_GROW)
2215                 return 0;
2216
2217         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2218         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
2219         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
2220                 /*
2221                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
2222                  * this - it might need to know...
2223                  */
2224                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2225
2226         /* About to mess with non-constant members - lock. */
2227         check_irq_off();
2228         spin_lock(&cachep->spinlock);
2229
2230         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2231         offset = cachep->colour_next;
2232         cachep->colour_next++;
2233         if (cachep->colour_next >= cachep->colour)
2234                 cachep->colour_next = 0;
2235         offset *= cachep->colour_off;
2236
2237         spin_unlock(&cachep->spinlock);
2238
2239         check_irq_off();
2240         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2241                 local_irq_enable();
2242
2243         /*
2244          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2245          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2246          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2247          * will eventually be caught here (where it matters).
2248          */
2249         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2250
2251         /* Get mem for the objs.
2252          * Attempt to allocate a physical page from 'nodeid',
2253          */
2254         if (!(objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid)))
2255                 goto failed;
2256
2257         /* Get slab management. */
2258         if (!(slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags)))
2259                 goto opps1;
2260
2261         slabp->nodeid = nodeid;
2262         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
2263
2264         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
2265
2266         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2267                 local_irq_disable();
2268         check_irq_off();
2269         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2270         spin_lock(&l3->list_lock);
2271
2272         /* Make slab active. */
2273         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2274         STATS_INC_GROWN(cachep);
2275         l3->free_objects += cachep->num;
2276         spin_unlock(&l3->list_lock);
2277         return 1;
2278       opps1:
2279         kmem_freepages(cachep, objp);
2280       failed:
2281         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2282                 local_irq_disable();
2283         return 0;
2284 }
2285
2286 #if DEBUG
2287
2288 /*
2289  * Perform extra freeing checks:
2290  * - detect bad pointers.
2291  * - POISON/RED_ZONE checking
2292  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
2293  */
2294 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2295 {
2296         struct page *page;
2297
2298         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2299                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2300                        (unsigned long)objp);
2301                 BUG();
2302         }
2303         page = virt_to_page(objp);
2304         if (!PageSlab(page)) {
2305                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n",
2306                        (unsigned long)objp);
2307                 BUG();
2308         }
2309 }
2310
2311 static void *cache_free_debugcheck(kmem_cache_t *cachep, void *objp,
2312                                    void *caller)
2313 {
2314         struct page *page;
2315         unsigned int objnr;
2316         struct slab *slabp;
2317
2318         objp -= obj_offset(cachep);
2319         kfree_debugcheck(objp);
2320         page = virt_to_page(objp);
2321
2322         if (page_get_cache(page) != cachep) {
2323                 printk(KERN_ERR
2324                        "mismatch in kmem_cache_free: expected cache %p, got %p\n",
2325                        page_get_cache(page), cachep);
2326                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
2327                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", page_get_cache(page),
2328                        page_get_cache(page)->name);
2329                 WARN_ON(1);
2330         }
2331         slabp = page_get_slab(page);
2332
2333         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2334                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE
2335                     || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
2336                         slab_error(cachep,
2337                                    "double free, or memory outside"
2338                                    " object was overwritten");
2339                         printk(KERN_ERR
2340                                "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2341                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2342                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2343                 }
2344                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2345                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2346         }
2347         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2348                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2349
2350         objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2351
2352         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2353         BUG_ON(objp != slabp->s_mem + objnr * cachep->buffer_size);
2354
2355         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
2356                 /* Need to call the slab's constructor so the
2357                  * caller can perform a verify of its state (debugging).
2358                  * Called without the cache-lock held.
2359                  */
2360                 cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep),
2361                              cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR | SLAB_CTOR_VERIFY);
2362         }
2363         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
2364                 /* we want to cache poison the object,
2365                  * call the destruction callback
2366                  */
2367                 cachep->dtor(objp + obj_offset(cachep), cachep, 0);
2368         }
2369         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2370 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2371                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2372                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2373                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2374                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2375                 } else {
2376                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2377                 }
2378 #else
2379                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2380 #endif
2381         }
2382         return objp;
2383 }
2384
2385 static void check_slabp(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp)
2386 {
2387         kmem_bufctl_t i;
2388         int entries = 0;
2389
2390         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2391         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2392                 entries++;
2393                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2394                         goto bad;
2395         }
2396         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2397               bad:
2398                 printk(KERN_ERR
2399                        "slab: Internal list corruption detected in cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2400                        cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2401                 for (i = 0;
2402                      i < sizeof(slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2403                      i++) {
2404                         if ((i % 16) == 0)
2405                                 printk("\n%03x:", i);
2406                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2407                 }
2408                 printk("\n");
2409                 BUG();
2410         }
2411 }
2412 #else
2413 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2414 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2415 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2416 #endif
2417
2418 static void *cache_alloc_refill(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags)
2419 {
2420         int batchcount;
2421         struct kmem_list3 *l3;
2422         struct array_cache *ac;
2423
2424         check_irq_off();
2425         ac = ac_data(cachep);
2426       retry:
2427         batchcount = ac->batchcount;
2428         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2429                 /* if there was little recent activity on this
2430                  * cache, then perform only a partial refill.
2431                  * Otherwise we could generate refill bouncing.
2432                  */
2433                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2434         }
2435         l3 = cachep->nodelists[numa_node_id()];
2436
2437         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2438         spin_lock(&l3->list_lock);
2439
2440         if (l3->shared) {
2441                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2442                 if (shared_array->avail) {
2443                         if (batchcount > shared_array->avail)
2444                                 batchcount = shared_array->avail;
2445                         shared_array->avail -= batchcount;
2446                         ac->avail = batchcount;
2447                         memcpy(ac->entry,
2448                                &(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2449                                sizeof(void *) * batchcount);
2450                         shared_array->touched = 1;
2451                         goto alloc_done;
2452                 }
2453         }
2454         while (batchcount > 0) {
2455                 struct list_head *entry;
2456                 struct slab *slabp;
2457                 /* Get slab alloc is to come from. */
2458                 entry = l3->slabs_partial.next;
2459                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2460                         l3->free_touched = 1;
2461                         entry = l3->slabs_free.next;
2462                         if (entry == &l3->slabs_free)
2463                                 goto must_grow;
2464                 }
2465
2466                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2467                 check_slabp(cachep, slabp);
2468                 check_spinlock_acquired(cachep);
2469                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2470                         kmem_bufctl_t next;
2471                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2472                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2473                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2474
2475                         /* get obj pointer */
2476                         ac->entry[ac->avail++] = slabp->s_mem +
2477                             slabp->free * cachep->buffer_size;
2478
2479                         slabp->inuse++;
2480                         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2481 #if DEBUG
2482                         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2483                         WARN_ON(numa_node_id() != slabp->nodeid);
2484 #endif
2485                         slabp->free = next;
2486                 }
2487                 check_slabp(cachep, slabp);
2488
2489                 /* move slabp to correct slabp list: */
2490                 list_del(&slabp->list);
2491                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2492                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2493                 else
2494                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2495         }
2496
2497       must_grow:
2498         l3->free_objects -= ac->avail;
2499       alloc_done:
2500         spin_unlock(&l3->list_lock);
2501
2502         if (unlikely(!ac->avail)) {
2503                 int x;
2504                 x = cache_grow(cachep, flags, numa_node_id());
2505
2506                 // cache_grow can reenable interrupts, then ac could change.
2507                 ac = ac_data(cachep);
2508                 if (!x && ac->avail == 0)       // no objects in sight? abort
2509                         return NULL;
2510
2511                 if (!ac->avail) // objects refilled by interrupt?
2512                         goto retry;
2513         }
2514         ac->touched = 1;
2515         return ac->entry[--ac->avail];
2516 }
2517
2518 static inline void
2519 cache_alloc_debugcheck_before(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags)
2520 {
2521         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2522 #if DEBUG
2523         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2524 #endif
2525 }
2526
2527 #if DEBUG
2528 static void *cache_alloc_debugcheck_after(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags,
2529                                         void *objp, void *caller)
2530 {
2531         if (!objp)
2532                 return objp;
2533         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2534 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2535                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2536                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2537                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2538                 else
2539                         check_poison_obj(cachep, objp);
2540 #else
2541                 check_poison_obj(cachep, objp);
2542 #endif
2543                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2544         }
2545         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2546                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2547
2548         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2549                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE
2550                     || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2551                         slab_error(cachep,
2552                                    "double free, or memory outside"
2553                                    " object was overwritten");
2554                         printk(KERN_ERR
2555                                "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2556                                objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2557                                *dbg_redzone2(cachep, objp));
2558                 }
2559                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2560                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2561         }
2562         objp += obj_offset(cachep);
2563         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2564                 unsigned long ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2565
2566                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2567                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2568
2569                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2570         }
2571         return objp;
2572 }
2573 #else
2574 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2575 #endif
2576
2577 static inline void *____cache_alloc(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags)
2578 {
2579         void *objp;
2580         struct array_cache *ac;
2581
2582 #ifdef CONFIG_NUMA
2583         if (unlikely(current->mempolicy && !in_interrupt())) {
2584                 int nid = slab_node(current->mempolicy);
2585
2586                 if (nid != numa_node_id())
2587                         return __cache_alloc_node(cachep, flags, nid);
2588         }
2589 #endif
2590
2591         check_irq_off();
2592         ac = ac_data(cachep);
2593         if (likely(ac->avail)) {
2594                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2595                 ac->touched = 1;
2596                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2597         } else {
2598                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2599                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2600         }
2601         return objp;
2602 }
2603
2604 static inline void *__cache_alloc(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags)
2605 {
2606         unsigned long save_flags;
2607         void *objp;
2608
2609         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2610
2611         local_irq_save(save_flags);
2612         objp = ____cache_alloc(cachep, flags);
2613         local_irq_restore(save_flags);
2614         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp,
2615                                             __builtin_return_address(0));
2616         prefetchw(objp);
2617         return objp;
2618 }
2619
2620 #ifdef CONFIG_NUMA
2621 /*
2622  * A interface to enable slab creation on nodeid
2623  */
2624 static void *__cache_alloc_node(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2625 {
2626         struct list_head *entry;
2627         struct slab *slabp;
2628         struct kmem_list3 *l3;
2629         void *obj;
2630         kmem_bufctl_t next;
2631         int x;
2632
2633         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2634         BUG_ON(!l3);
2635
2636       retry:
2637         spin_lock(&l3->list_lock);
2638         entry = l3->slabs_partial.next;
2639         if (entry == &l3->slabs_partial) {
2640                 l3->free_touched = 1;
2641                 entry = l3->slabs_free.next;
2642                 if (entry == &l3->slabs_free)
2643                         goto must_grow;
2644         }
2645
2646         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2647         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
2648         check_slabp(cachep, slabp);
2649
2650         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
2651         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2652         STATS_SET_HIGH(cachep);
2653
2654         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
2655
2656         /* get obj pointer */
2657         obj = slabp->s_mem + slabp->free * cachep->buffer_size;
2658         slabp->inuse++;
2659         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2660 #if DEBUG
2661         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2662 #endif
2663         slabp->free = next;
2664         check_slabp(cachep, slabp);
2665         l3->free_objects--;
2666         /* move slabp to correct slabp list: */
2667         list_del(&slabp->list);
2668
2669         if (slabp->free == BUFCTL_END) {
2670                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2671         } else {
2672                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2673         }
2674
2675         spin_unlock(&l3->list_lock);
2676         goto done;
2677
2678       must_grow:
2679         spin_unlock(&l3->list_lock);
2680         x = cache_grow(cachep, flags, nodeid);
2681
2682         if (!x)
2683                 return NULL;
2684
2685         goto retry;
2686       done:
2687         return obj;
2688 }
2689 #endif
2690
2691 /*
2692  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
2693  */
2694 static void free_block(kmem_cache_t *cachep, void **objpp, int nr_objects,
2695                        int node)
2696 {
2697         int i;
2698         struct kmem_list3 *l3;
2699
2700         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
2701                 void *objp = objpp[i];
2702                 struct slab *slabp;
2703                 unsigned int objnr;
2704
2705                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
2706                 l3 = cachep->nodelists[node];
2707                 list_del(&slabp->list);
2708                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
2709                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
2710                 check_slabp(cachep, slabp);
2711
2712 #if DEBUG
2713                 /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2714                 WARN_ON(slabp->nodeid != node);
2715
2716                 if (slab_bufctl(slabp)[objnr] != BUFCTL_FREE) {
2717                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2718                                "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2719                         BUG();
2720                 }
2721 #endif
2722                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2723                 slabp->free = objnr;
2724                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
2725                 slabp->inuse--;
2726                 l3->free_objects++;
2727                 check_slabp(cachep, slabp);
2728
2729                 /* fixup slab chains */
2730                 if (slabp->inuse == 0) {
2731                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
2732                                 l3->free_objects -= cachep->num;
2733                                 slab_destroy(cachep, slabp);
2734                         } else {
2735                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
2736                         }
2737                 } else {
2738                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
2739                          * partial list on free - maximum time for the
2740                          * other objects to be freed, too.
2741                          */
2742                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2743                 }
2744         }
2745 }
2746
2747 static void cache_flusharray(kmem_cache_t *cachep, struct array_cache *ac)
2748 {
2749         int batchcount;
2750         struct kmem_list3 *l3;
2751         int node = numa_node_id();
2752
2753         batchcount = ac->batchcount;
2754 #if DEBUG
2755         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
2756 #endif
2757         check_irq_off();
2758         l3 = cachep->nodelists[node];
2759         spin_lock(&l3->list_lock);
2760         if (l3->shared) {
2761                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2762                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
2763                 if (max) {
2764                         if (batchcount > max)
2765                                 batchcount = max;
2766                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
2767                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
2768                         shared_array->avail += batchcount;
2769                         goto free_done;
2770                 }
2771         }
2772
2773         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
2774       free_done:
2775 #if STATS
2776         {
2777                 int i = 0;
2778                 struct list_head *p;
2779
2780                 p = l3->slabs_free.next;
2781                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
2782                         struct slab *slabp;
2783
2784                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2785                         BUG_ON(slabp->inuse);
2786
2787                         i++;
2788                         p = p->next;
2789                 }
2790                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
2791         }
2792 #endif
2793         spin_unlock(&l3->list_lock);
2794         ac->avail -= batchcount;
2795         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]),
2796                 sizeof(void *) * ac->avail);
2797 }
2798
2799 /*
2800  * __cache_free
2801  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed
2802  * state, it must be in this state _before_ it is released.
2803  *
2804  * Called with disabled ints.
2805  */
2806 static inline void __cache_free(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
2807 {
2808         struct array_cache *ac = ac_data(cachep);
2809
2810         check_irq_off();
2811         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
2812
2813         /* Make sure we are not freeing a object from another
2814          * node to the array cache on this cpu.
2815          */
2816 #ifdef CONFIG_NUMA
2817         {
2818                 struct slab *slabp;
2819                 slabp = page_get_slab(virt_to_page(objp));
2820                 if (unlikely(slabp->nodeid != numa_node_id())) {
2821                         struct array_cache *alien = NULL;
2822                         int nodeid = slabp->nodeid;
2823                         struct kmem_list3 *l3 =
2824                             cachep->nodelists[numa_node_id()];
2825
2826                         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
2827                         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
2828                                 alien = l3->alien[nodeid];
2829                                 spin_lock(&alien->lock);
2830                                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit))
2831                                         __drain_alien_cache(cachep,
2832                                                             alien, nodeid);
2833                                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
2834                                 spin_unlock(&alien->lock);
2835                         } else {
2836                                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
2837                                           list_lock);
2838                                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
2839                                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->
2840                                             list_lock);
2841                         }
2842                         return;
2843                 }
2844         }
2845 #endif
2846         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
2847                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
2848                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
2849                 return;
2850         } else {
2851                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
2852                 cache_flusharray(cachep, ac);
2853                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
2854         }
2855 }
2856
2857 /**
2858  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
2859  * @cachep: The cache to allocate from.
2860  * @flags: See kmalloc().
2861  *
2862  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
2863  * if the cache has no available objects.
2864  */
2865 void *kmem_cache_alloc(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags)
2866 {
2867         return __cache_alloc(cachep, flags);
2868 }
2869 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2870
2871 /**
2872  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
2873  *      be a slab entry.
2874  * @cachep: the cache we're checking against
2875  * @ptr: pointer to validate
2876  *
2877  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
2878  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
2879  * part of the slab cache in question, but it at least
2880  * validates that the pointer can be dereferenced and
2881  * looks half-way sane.
2882  *
2883  * Currently only used for dentry validation.
2884  */
2885 int fastcall kmem_ptr_validate(kmem_cache_t *cachep, void *ptr)
2886 {
2887         unsigned long addr = (unsigned long)ptr;
2888         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
2889         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD - 1;
2890         unsigned long size = cachep->buffer_size;
2891         struct page *page;
2892
2893         if (unlikely(addr < min_addr))
2894                 goto out;
2895         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
2896                 goto out;
2897         if (unlikely(addr & align_mask))
2898                 goto out;
2899         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
2900                 goto out;
2901         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
2902                 goto out;
2903         page = virt_to_page(ptr);
2904         if (unlikely(!PageSlab(page)))
2905                 goto out;
2906         if (unlikely(page_get_cache(page) != cachep))
2907                 goto out;
2908         return 1;
2909       out:
2910         return 0;
2911 }
2912
2913 #ifdef CONFIG_NUMA
2914 /**
2915  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
2916  * @cachep: The cache to allocate from.
2917  * @flags: See kmalloc().
2918  * @nodeid: node number of the target node.
2919  *
2920  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
2921  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
2922  * can improve the performance for cpu bound structures.
2923  * New and improved: it will now make sure that the object gets
2924  * put on the correct node list so that there is no false sharing.
2925  */
2926 void *kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_t *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
2927 {
2928         unsigned long save_flags;
2929         void *ptr;
2930
2931         if (nodeid == -1)
2932                 return __cache_alloc(cachep, flags);
2933
2934         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
2935                 /* Fall back to __cache_alloc if we run into trouble */
2936                 printk(KERN_WARNING
2937                        "slab: not allocating in inactive node %d for cache %s\n",
2938                        nodeid, cachep->name);
2939                 return __cache_alloc(cachep, flags);
2940         }
2941
2942         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2943         local_irq_save(save_flags);
2944         if (nodeid == numa_node_id())
2945                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
2946         else
2947                 ptr = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
2948         local_irq_restore(save_flags);
2949         ptr =
2950             cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr,
2951                                          __builtin_return_address(0));
2952
2953         return ptr;
2954 }
2955 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2956
2957 void *kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
2958 {
2959         kmem_cache_t *cachep;
2960
2961         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
2962         if (unlikely(cachep == NULL))
2963                 return NULL;
2964         return kmem_cache_alloc_node(cachep, flags, node);
2965 }
2966 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_node);
2967 #endif
2968
2969 /**
2970  * kmalloc - allocate memory
2971  * @size: how many bytes of memory are required.
2972  * @flags: the type of memory to allocate.
2973  *
2974  * kmalloc is the normal method of allocating memory
2975  * in the kernel.
2976  *
2977  * The @flags argument may be one of:
2978  *
2979  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
2980  *
2981  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
2982  *
2983  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
2984  *
2985  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
2986  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
2987  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
2988  * from the first 16MB.
2989  */
2990 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
2991 {
2992         kmem_cache_t *cachep;
2993
2994         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
2995          * __ with kmem_.
2996          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
2997          * functions.
2998          */
2999         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3000         if (unlikely(cachep == NULL))
3001                 return NULL;
3002         return __cache_alloc(cachep, flags);
3003 }
3004 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3005
3006 #ifdef CONFIG_SMP
3007 /**
3008  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
3009  * cpu in the system, zeroing them.
3010  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
3011  *
3012  * @size: how many bytes of memory are required.
3013  */
3014 void *__alloc_percpu(size_t size)
3015 {
3016         int i;
3017         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof(*pdata), GFP_KERNEL);
3018
3019         if (!pdata)
3020                 return NULL;
3021
3022         /*
3023          * Cannot use for_each_online_cpu since a cpu may come online
3024          * and we have no way of figuring out how to fix the array
3025          * that we have allocated then....
3026          */
3027         for_each_cpu(i) {
3028                 int node = cpu_to_node(i);
3029
3030                 if (node_online(node))
3031                         pdata->ptrs[i] = kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
3032                 else
3033                         pdata->ptrs[i] = kmalloc(size, GFP_KERNEL);
3034
3035                 if (!pdata->ptrs[i])
3036                         goto unwind_oom;
3037                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
3038         }
3039
3040         /* Catch derefs w/o wrappers */
3041         return (void *)(~(unsigned long)pdata);
3042
3043       unwind_oom:
3044         while (--i >= 0) {
3045                 if (!cpu_possible(i))
3046                         continue;
3047                 kfree(pdata->ptrs[i]);
3048         }
3049         kfree(pdata);
3050         return NULL;
3051 }
3052 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
3053 #endif
3054
3055 /**
3056  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3057  * @cachep: The cache the allocation was from.
3058  * @objp: The previously allocated object.
3059  *
3060  * Free an object which was previously allocated from this
3061  * cache.
3062  */
3063 void kmem_cache_free(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
3064 {
3065         unsigned long flags;
3066
3067         local_irq_save(flags);
3068         __cache_free(cachep, objp);
3069         local_irq_restore(flags);
3070 }
3071 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3072
3073 /**
3074  * kfree - free previously allocated memory
3075  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3076  *
3077  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3078  *
3079  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3080  * or you will run into trouble.
3081  */
3082 void kfree(const void *objp)
3083 {
3084         kmem_cache_t *c;
3085         unsigned long flags;
3086
3087         if (unlikely(!objp))
3088                 return;
3089         local_irq_save(flags);
3090         kfree_debugcheck(objp);
3091         c = page_get_cache(virt_to_page(objp));
3092         mutex_debug_check_no_locks_freed(objp, obj_size(c));
3093         __cache_free(c, (void *)objp);
3094         local_irq_restore(flags);
3095 }
3096 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3097
3098 #ifdef CONFIG_SMP
3099 /**
3100  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
3101  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
3102  *
3103  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
3104  * The complemented objp is to check for that.
3105  */
3106 void free_percpu(const void *objp)
3107 {
3108         int i;
3109         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *)(~(unsigned long)objp);
3110
3111         /*
3112          * We allocate for all cpus so we cannot use for online cpu here.
3113          */
3114         for_each_cpu(i)
3115             kfree(p->ptrs[i]);
3116         kfree(p);
3117 }
3118 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
3119 #endif
3120
3121 unsigned int kmem_cache_size(kmem_cache_t *cachep)
3122 {
3123         return obj_size(cachep);
3124 }
3125 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
3126
3127 const char *kmem_cache_name(kmem_cache_t *cachep)
3128 {
3129         return cachep->name;
3130 }
3131 EXPORT_SYMBOL_GPL(kmem_cache_name);
3132
3133 /*
3134  * This initializes kmem_list3 for all nodes.
3135  */
3136 static int alloc_kmemlist(kmem_cache_t *cachep)
3137 {
3138         int node;
3139         struct kmem_list3 *l3;
3140         int err = 0;
3141
3142         for_each_online_node(node) {
3143                 struct array_cache *nc = NULL, *new;
3144                 struct array_cache **new_alien = NULL;
3145 #ifdef CONFIG_NUMA
3146                 if (!(new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit)))
3147                         goto fail;
3148 #endif
3149                 if (!(new = alloc_arraycache(node, (cachep->shared *
3150                                                     cachep->batchcount),
3151                                              0xbaadf00d)))
3152                         goto fail;
3153                 if ((l3 = cachep->nodelists[node])) {
3154
3155                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3156
3157                         if ((nc = cachep->nodelists[node]->shared))
3158                                 free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
3159
3160                         l3->shared = new;
3161                         if (!cachep->nodelists[node]->alien) {
3162                                 l3->alien = new_alien;
3163                                 new_alien = NULL;
3164                         }
3165                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3166                             cachep->batchcount + cachep->num;
3167                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3168                         kfree(nc);
3169                         free_alien_cache(new_alien);
3170                         continue;
3171                 }
3172                 if (!(l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
3173                                         GFP_KERNEL, node)))
3174                         goto fail;
3175
3176                 kmem_list3_init(l3);
3177                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3178                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3179                 l3->shared = new;
3180                 l3->alien = new_alien;
3181                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3182                     cachep->batchcount + cachep->num;
3183                 cachep->nodelists[node] = l3;
3184         }
3185         return err;
3186       fail:
3187         err = -ENOMEM;
3188         return err;
3189 }
3190
3191 struct ccupdate_struct {
3192         kmem_cache_t *cachep;
3193         struct array_cache *new[NR_CPUS];
3194 };
3195
3196 static void do_ccupdate_local(void *info)
3197 {
3198         struct ccupdate_struct *new = (struct ccupdate_struct *)info;
3199         struct array_cache *old;
3200
3201         check_irq_off();
3202         old = ac_data(new->cachep);
3203
3204         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3205         new->new[smp_processor_id()] = old;
3206 }
3207
3208 static int do_tune_cpucache(kmem_cache_t *cachep, int limit, int batchcount,
3209                             int shared)
3210 {
3211         struct ccupdate_struct new;
3212         int i, err;
3213
3214         memset(&new.new, 0, sizeof(new.new));
3215         for_each_online_cpu(i) {
3216                 new.new[i] =
3217                     alloc_arraycache(cpu_to_node(i), limit, batchcount);
3218                 if (!new.new[i]) {
3219                         for (i--; i >= 0; i--)
3220                                 kfree(new.new[i]);
3221                         return -ENOMEM;
3222                 }
3223         }
3224         new.cachep = cachep;
3225
3226         smp_call_function_all_cpus(do_ccupdate_local, (void *)&new);
3227
3228         check_irq_on();
3229         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
3230         cachep->batchcount = batchcount;
3231         cachep->limit = limit;
3232         cachep->shared = shared;
3233         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
3234
3235         for_each_online_cpu(i) {
3236                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
3237                 if (!ccold)
3238                         continue;
3239                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3240                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_node(i));
3241                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_node(i)]->list_lock);
3242                 kfree(ccold);
3243         }
3244
3245         err = alloc_kmemlist(cachep);
3246         if (err) {
3247                 printk(KERN_ERR "alloc_kmemlist failed for %s, error %d.\n",
3248                        cachep->name, -err);
3249                 BUG();
3250         }
3251         return 0;
3252 }
3253
3254 static void enable_cpucache(kmem_cache_t *cachep)
3255 {
3256         int err;
3257         int limit, shared;
3258
3259         /* The head array serves three purposes:
3260          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3261          * - reduce the number of spinlock operations.
3262          * - reduce the number of linked list operations on the slab and 
3263          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3264          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3265          * Bonwick.
3266          */
3267         if (cachep->buffer_size > 131072)
3268                 limit = 1;
3269         else if (cachep->buffer_size > PAGE_SIZE)
3270                 limit = 8;
3271         else if (cachep->buffer_size > 1024)
3272                 limit = 24;
3273         else if (cachep->buffer_size > 256)
3274                 limit = 54;
3275         else
3276                 limit = 120;
3277
3278         /* Cpu bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3279          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3280          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3281          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3282          * replaces Bonwick's magazine layer.
3283          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3284          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3285          */
3286         shared = 0;
3287 #ifdef CONFIG_SMP
3288         if (cachep->buffer_size <= PAGE_SIZE)
3289                 shared = 8;
3290 #endif
3291
3292 #if DEBUG
3293         /* With debugging enabled, large batchcount lead to excessively
3294          * long periods with disabled local interrupts. Limit the 
3295          * batchcount
3296          */
3297         if (limit > 32)
3298                 limit = 32;
3299 #endif
3300         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared);
3301         if (err)
3302                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3303                        cachep->name, -err);
3304 }
3305
3306 static void drain_array_locked(kmem_cache_t *cachep, struct array_cache *ac,
3307                                 int force, int node)
3308 {
3309         int tofree;
3310
3311         check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3312         if (ac->touched && !force) {
3313                 ac->touched = 0;
3314         } else if (ac->avail) {
3315                 tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3316                 if (tofree > ac->avail) {
3317                         tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3318                 }
3319                 free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3320                 ac->avail -= tofree;
3321                 memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3322                         sizeof(void *) * ac->avail);
3323         }
3324 }
3325
3326 /**
3327  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3328  * @unused: unused parameter
3329  *
3330  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3331  * Purpose:
3332  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3333  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3334  *
3335  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll
3336  * try again on the next iteration.
3337  */
3338 static void cache_reap(void *unused)
3339 {
3340         struct list_head *walk;
3341         struct kmem_list3 *l3;
3342
3343         if (!mutex_trylock(&cache_chain_mutex)) {
3344                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3345                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work),
3346                                       REAPTIMEOUT_CPUC);
3347                 return;
3348         }
3349
3350         list_for_each(walk, &cache_chain) {
3351                 kmem_cache_t *searchp;
3352                 struct list_head *p;
3353                 int tofree;
3354                 struct slab *slabp;
3355
3356                 searchp = list_entry(walk, kmem_cache_t, next);
3357
3358                 if (searchp->flags & SLAB_NO_REAP)
3359                         goto next;
3360
3361                 check_irq_on();
3362
3363                 l3 = searchp->nodelists[numa_node_id()];
3364                 if (l3->alien)
3365                         drain_alien_cache(searchp, l3);
3366                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3367
3368                 drain_array_locked(searchp, ac_data(searchp), 0,
3369                                    numa_node_id());
3370
3371                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
3372                         goto next_unlock;
3373
3374                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3375
3376                 if (l3->shared)
3377                         drain_array_locked(searchp, l3->shared, 0,
3378                                            numa_node_id());
3379
3380                 if (l3->free_touched) {
3381                         l3->free_touched = 0;
3382                         goto next_unlock;
3383                 }
3384
3385                 tofree =
3386                     (l3->free_limit + 5 * searchp->num -
3387                      1) / (5 * searchp->num);
3388                 do {
3389                         p = l3->slabs_free.next;
3390                         if (p == &(l3->slabs_free))
3391                                 break;
3392
3393                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3394                         BUG_ON(slabp->inuse);
3395                         list_del(&slabp->list);
3396                         STATS_INC_REAPED(searchp);
3397
3398                         /* Safe to drop the lock. The slab is no longer
3399                          * linked to the cache.
3400                          * searchp cannot disappear, we hold
3401                          * cache_chain_lock
3402                          */
3403                         l3->free_objects -= searchp->num;
3404                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3405                         slab_destroy(searchp, slabp);
3406                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3407                 } while (--tofree > 0);
3408               next_unlock:
3409                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3410               next:
3411                 cond_resched();
3412         }
3413         check_irq_on();
3414         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3415         drain_remote_pages();
3416         /* Setup the next iteration */
3417         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC);
3418 }
3419
3420 #ifdef CONFIG_PROC_FS
3421
3422 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
3423 {
3424         /*
3425          * Output format version, so at least we can change it
3426          * without _too_ many complaints.
3427          */
3428 #if STATS
3429         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
3430 #else
3431         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
3432 #endif
3433         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
3434                  "<objperslab> <pagesperslab>");
3435         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
3436         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
3437 #if STATS
3438         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
3439                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees>");
3440         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
3441 #endif
3442         seq_putc(m, '\n');
3443 }
3444
3445 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
3446 {
3447         loff_t n = *pos;
3448         struct list_head *p;
3449
3450         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3451         if (!n)
3452                 print_slabinfo_header(m);
3453         p = cache_chain.next;
3454         while (n--) {
3455                 p = p->next;
3456                 if (p == &cache_chain)
3457                         return NULL;
3458         }
3459         return list_entry(p, kmem_cache_t, next);
3460 }
3461
3462 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
3463 {
3464         kmem_cache_t *cachep = p;
3465         ++*pos;
3466         return cachep->next.next == &cache_chain ? NULL
3467             : list_entry(cachep->next.next, kmem_cache_t, next);
3468 }
3469
3470 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
3471 {
3472         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3473 }
3474
3475 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
3476 {
3477         kmem_cache_t *cachep = p;
3478         struct list_head *q;
3479         struct slab *slabp;
3480         unsigned long active_objs;
3481         unsigned long num_objs;
3482         unsigned long active_slabs = 0;
3483         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3484         const char *name;
3485         char *error = NULL;
3486         int node;
3487         struct kmem_list3 *l3;
3488
3489         check_irq_on();
3490         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
3491         active_objs = 0;
3492         num_slabs = 0;
3493         for_each_online_node(node) {
3494                 l3 = cachep->nodelists[node];
3495                 if (!l3)
3496                         continue;
3497
3498                 spin_lock(&l3->list_lock);
3499
3500                 list_for_each(q, &l3->slabs_full) {
3501                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3502                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
3503                                 error = "slabs_full accounting error";
3504                         active_objs += cachep->num;
3505                         active_slabs++;
3506                 }
3507                 list_for_each(q, &l3->slabs_partial) {
3508                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3509                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
3510                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
3511                         if (!slabp->inuse && !error)
3512                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
3513                         active_objs += slabp->inuse;
3514                         active_slabs++;
3515                 }
3516                 list_for_each(q, &l3->slabs_free) {
3517                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
3518                         if (slabp->inuse && !error)
3519                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
3520                         num_slabs++;
3521                 }
3522                 free_objects += l3->free_objects;
3523                 shared_avail += l3->shared->avail;
3524
3525                 spin_unlock(&l3->list_lock);
3526         }
3527         num_slabs += active_slabs;
3528         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3529         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3530                 error = "free_objects accounting error";
3531
3532         name = cachep->name;
3533         if (error)
3534                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
3535
3536         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
3537                    name, active_objs, num_objs, cachep->buffer_size,
3538                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
3539         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
3540                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
3541         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
3542                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
3543 #if STATS
3544         {                       /* list3 stats */
3545                 unsigned long high = cachep->high_mark;
3546                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
3547                 unsigned long grown = cachep->grown;
3548                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
3549                 unsigned long errors = cachep->errors;
3550                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
3551                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
3552                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
3553
3554                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu \
3555                                 %4lu %4lu %4lu %4lu", allocs, high, grown, reaped, errors, max_freeable, node_allocs, node_frees);
3556         }
3557         /* cpu stats */
3558         {
3559                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
3560                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
3561                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
3562                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
3563
3564                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
3565                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
3566         }
3567 #endif
3568         seq_putc(m, '\n');
3569         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
3570         return 0;
3571 }
3572
3573 /*
3574  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
3575  *
3576  * Output layout:
3577  * cache-name
3578  * num-active-objs
3579  * total-objs
3580  * object size
3581  * num-active-slabs
3582  * total-slabs
3583  * num-pages-per-slab
3584  * + further values on SMP and with statistics enabled
3585  */
3586
3587 struct seq_operations slabinfo_op = {
3588         .start = s_start,
3589         .next = s_next,
3590         .stop = s_stop,
3591         .show = s_show,
3592 };
3593
3594 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3595 /**
3596  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3597  * @file: unused
3598  * @buffer: user buffer
3599  * @count: data length
3600  * @ppos: unused
3601  */
3602 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user * buffer,
3603                        size_t count, loff_t *ppos)
3604 {
3605         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
3606         int limit, batchcount, shared, res;
3607         struct list_head *p;
3608
3609         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3610                 return -EINVAL;
3611         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3612                 return -EFAULT;
3613         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
3614
3615         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3616         if (!tmp)
3617                 return -EINVAL;
3618         *tmp = '\0';
3619         tmp++;
3620         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3621                 return -EINVAL;
3622
3623         /* Find the cache in the chain of caches. */
3624         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
3625         res = -EINVAL;
3626         list_for_each(p, &cache_chain) {
3627                 kmem_cache_t *cachep = list_entry(p, kmem_cache_t, next);
3628
3629                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3630                         if (limit < 1 ||
3631                             batchcount < 1 ||
3632                             batchcount > limit || shared < 0) {
3633                                 res = 0;
3634                         } else {
3635                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
3636                                                        batchcount, shared);
3637                         }
3638                         break;
3639                 }
3640         }
3641         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
3642         if (res >= 0)
3643                 res = count;
3644         return res;
3645 }
3646 #endif
3647
3648 /**
3649  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
3650  * @objp: Pointer to the object
3651  *
3652  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
3653  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
3654  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
3655  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
3656  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
3657  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
3658  * must not be freed during the duration of the call.
3659  */
3660 unsigned int ksize(const void *objp)
3661 {
3662         if (unlikely(objp == NULL))
3663                 return 0;
3664
3665         return obj_size(page_get_cache(virt_to_page(objp)));
3666 }