vserver 1.9.5.x5
[linux-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same intializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts - 
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in kmem_cache_t and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the semaphore 'cache_chain_sem'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  */
79
80 #include        <linux/config.h>
81 #include        <linux/slab.h>
82 #include        <linux/mm.h>
83 #include        <linux/swap.h>
84 #include        <linux/cache.h>
85 #include        <linux/interrupt.h>
86 #include        <linux/init.h>
87 #include        <linux/compiler.h>
88 #include        <linux/seq_file.h>
89 #include        <linux/notifier.h>
90 #include        <linux/kallsyms.h>
91 #include        <linux/cpu.h>
92 #include        <linux/sysctl.h>
93 #include        <linux/module.h>
94 #include        <linux/rcupdate.h>
95
96 #include        <asm/uaccess.h>
97 #include        <asm/cacheflush.h>
98 #include        <asm/tlbflush.h>
99 #include        <asm/page.h>
100
101 /*
102  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
103  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
104  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
105  *
106  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
107  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
108  *
109  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
110  */
111
112 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
113 #define DEBUG           1
114 #define STATS           1
115 #define FORCED_DEBUG    1
116 #else
117 #define DEBUG           0
118 #define STATS           0
119 #define FORCED_DEBUG    0
120 #endif
121
122
123 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
124 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
125
126 #ifndef cache_line_size
127 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
128 #endif
129
130 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
131 /*
132  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
133  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
134  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
135  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
136  * alignment larger than BYTES_PER_WORD. ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
137  * Note that this flag disables some debug features.
138  */
139 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
140 #endif
141
142 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
143 /*
144  * Enforce a minimum alignment for all caches.
145  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
146  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
147  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
148  * some debug features.
149  */
150 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
151 #endif
152
153 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
154 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
155 #endif
156
157 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
158 #if DEBUG
159 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
160                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
161                          SLAB_NO_REAP | SLAB_CACHE_DMA | \
162                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
163                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
164                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
165 #else
166 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_REAP | \
167                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
168                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
169                          SLAB_DESTROY_BY_RCU)
170 #endif
171
172 /*
173  * kmem_bufctl_t:
174  *
175  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
176  * linked offsets.
177  *
178  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
179  * slab an object belongs to.
180  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
181  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
182  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
183  * that does not use off-slab slabs.
184  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
185  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
186  * to have too many per slab.
187  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
188  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
189  */
190
191 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
192 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
193 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
194
195 /* Max number of objs-per-slab for caches which use off-slab slabs.
196  * Needed to avoid a possible looping condition in cache_grow().
197  */
198 static unsigned long offslab_limit;
199
200 /*
201  * struct slab
202  *
203  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
204  * for a slab, or allocated from an general cache.
205  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
206  */
207 struct slab {
208         struct list_head        list;
209         unsigned long           colouroff;
210         void                    *s_mem;         /* including colour offset */
211         unsigned int            inuse;          /* num of objs active in slab */
212         kmem_bufctl_t           free;
213 };
214
215 /*
216  * struct slab_rcu
217  *
218  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
219  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
220  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
221  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
222  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
223  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
224  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
225  *
226  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
227  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
228  *
229  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
230  */
231 struct slab_rcu {
232         struct rcu_head         head;
233         kmem_cache_t            *cachep;
234         void                    *addr;
235 };
236
237 /*
238  * struct array_cache
239  *
240  * Per cpu structures
241  * Purpose:
242  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
243  * - reduce the number of linked list operations
244  * - reduce spinlock operations
245  *
246  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
247  * footprint.
248  *
249  */
250 struct array_cache {
251         unsigned int avail;
252         unsigned int limit;
253         unsigned int batchcount;
254         unsigned int touched;
255 };
256
257 /* bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore,
258  * but the cpuarrays are allocated from the generic caches...
259  */
260 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
261 struct arraycache_init {
262         struct array_cache cache;
263         void * entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
264 };
265
266 /*
267  * The slab lists of all objects.
268  * Hopefully reduce the internal fragmentation
269  * NUMA: The spinlock could be moved from the kmem_cache_t
270  * into this structure, too. Figure out what causes
271  * fewer cross-node spinlock operations.
272  */
273 struct kmem_list3 {
274         struct list_head        slabs_partial;  /* partial list first, better asm code */
275         struct list_head        slabs_full;
276         struct list_head        slabs_free;
277         unsigned long   free_objects;
278         int             free_touched;
279         unsigned long   next_reap;
280         struct array_cache      *shared;
281 };
282
283 #define LIST3_INIT(parent) \
284         { \
285                 .slabs_full     = LIST_HEAD_INIT(parent.slabs_full), \
286                 .slabs_partial  = LIST_HEAD_INIT(parent.slabs_partial), \
287                 .slabs_free     = LIST_HEAD_INIT(parent.slabs_free) \
288         }
289 #define list3_data(cachep) \
290         (&(cachep)->lists)
291
292 /* NUMA: per-node */
293 #define list3_data_ptr(cachep, ptr) \
294                 list3_data(cachep)
295
296 /*
297  * kmem_cache_t
298  *
299  * manages a cache.
300  */
301         
302 struct kmem_cache_s {
303 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
304         struct array_cache      *array[NR_CPUS];
305         unsigned int            batchcount;
306         unsigned int            limit;
307 /* 2) touched by every alloc & free from the backend */
308         struct kmem_list3       lists;
309         /* NUMA: kmem_3list_t   *nodelists[MAX_NUMNODES] */
310         unsigned int            objsize;
311         unsigned int            flags;  /* constant flags */
312         unsigned int            num;    /* # of objs per slab */
313         unsigned int            free_limit; /* upper limit of objects in the lists */
314         spinlock_t              spinlock;
315
316 /* 3) cache_grow/shrink */
317         /* order of pgs per slab (2^n) */
318         unsigned int            gfporder;
319
320         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
321         unsigned int            gfpflags;
322
323         size_t                  colour;         /* cache colouring range */
324         unsigned int            colour_off;     /* colour offset */
325         unsigned int            colour_next;    /* cache colouring */
326         kmem_cache_t            *slabp_cache;
327         unsigned int            slab_size;
328         unsigned int            dflags;         /* dynamic flags */
329
330         /* constructor func */
331         void (*ctor)(void *, kmem_cache_t *, unsigned long);
332
333         /* de-constructor func */
334         void (*dtor)(void *, kmem_cache_t *, unsigned long);
335
336 /* 4) cache creation/removal */
337         const char              *name;
338         struct list_head        next;
339
340 /* 5) statistics */
341 #if STATS
342         unsigned long           num_active;
343         unsigned long           num_allocations;
344         unsigned long           high_mark;
345         unsigned long           grown;
346         unsigned long           reaped;
347         unsigned long           errors;
348         unsigned long           max_freeable;
349         unsigned long           node_allocs;
350         atomic_t                allochit;
351         atomic_t                allocmiss;
352         atomic_t                freehit;
353         atomic_t                freemiss;
354 #endif
355 #if DEBUG
356         int                     dbghead;
357         int                     reallen;
358 #endif
359 };
360
361 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
362 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
363
364 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
365 /* Optimization question: fewer reaps means less 
366  * probability for unnessary cpucache drain/refill cycles.
367  *
368  * OTHO the cpuarrays can contain lots of objects,
369  * which could lock up otherwise freeable slabs.
370  */
371 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
372 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
373
374 #if STATS
375 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
376 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
377 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
378 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
379 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
380 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { if ((x)->num_active > (x)->high_mark) \
381                                         (x)->high_mark = (x)->num_active; \
382                                 } while (0)
383 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
384 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
385 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
386                                 do { if ((x)->max_freeable < i) \
387                                         (x)->max_freeable = i; \
388                                 } while (0)
389
390 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
391 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
392 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
393 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
394 #else
395 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
396 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
397 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
398 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
399 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
400 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
401 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
402 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
403 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
404                                 do { } while (0)
405
406 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
407 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
408 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
409 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
410 #endif
411
412 #if DEBUG
413 /* Magic nums for obj red zoning.
414  * Placed in the first word before and the first word after an obj.
415  */
416 #define RED_INACTIVE    0x5A2CF071UL    /* when obj is inactive */
417 #define RED_ACTIVE      0x170FC2A5UL    /* when obj is active */
418
419 /* ...and for poisoning */
420 #define POISON_INUSE    0x5a    /* for use-uninitialised poisoning */
421 #define POISON_FREE     0x6b    /* for use-after-free poisoning */
422 #define POISON_END      0xa5    /* end-byte of poisoning */
423
424 /* memory layout of objects:
425  * 0            : objp
426  * 0 .. cachep->dbghead - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
427  *              the end of an object is aligned with the end of the real
428  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
429  * cachep->dbghead - BYTES_PER_WORD .. cachep->dbghead - 1:
430  *              redzone word.
431  * cachep->dbghead: The real object.
432  * cachep->objsize - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
433  * cachep->objsize - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address [BYTES_PER_WORD long]
434  */
435 static int obj_dbghead(kmem_cache_t *cachep)
436 {
437         return cachep->dbghead;
438 }
439
440 static int obj_reallen(kmem_cache_t *cachep)
441 {
442         return cachep->reallen;
443 }
444
445 static unsigned long *dbg_redzone1(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
446 {
447         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
448         return (unsigned long*) (objp+obj_dbghead(cachep)-BYTES_PER_WORD);
449 }
450
451 static unsigned long *dbg_redzone2(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
452 {
453         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
454         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
455                 return (unsigned long*) (objp+cachep->objsize-2*BYTES_PER_WORD);
456         return (unsigned long*) (objp+cachep->objsize-BYTES_PER_WORD);
457 }
458
459 static void **dbg_userword(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
460 {
461         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
462         return (void**)(objp+cachep->objsize-BYTES_PER_WORD);
463 }
464
465 #else
466
467 #define obj_dbghead(x)                  0
468 #define obj_reallen(cachep)             (cachep->objsize)
469 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
470 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
471 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
472
473 #endif
474
475 /*
476  * Maximum size of an obj (in 2^order pages)
477  * and absolute limit for the gfp order.
478  */
479 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
480 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
481 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
482 #elif defined(CONFIG_MMU)
483 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
484 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
485 #else
486 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
487 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
488 #endif
489
490 /*
491  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
492  */
493 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
494 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
495 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
496
497 /* Macros for storing/retrieving the cachep and or slab from the
498  * global 'mem_map'. These are used to find the slab an obj belongs to.
499  * With kfree(), these are used to find the cache which an obj belongs to.
500  */
501 #define SET_PAGE_CACHE(pg,x)  ((pg)->lru.next = (struct list_head *)(x))
502 #define GET_PAGE_CACHE(pg)    ((kmem_cache_t *)(pg)->lru.next)
503 #define SET_PAGE_SLAB(pg,x)   ((pg)->lru.prev = (struct list_head *)(x))
504 #define GET_PAGE_SLAB(pg)     ((struct slab *)(pg)->lru.prev)
505
506 /* These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes. */
507 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
508 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
509 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
510         { 0, }
511 #undef CACHE
512 };
513
514 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
515
516 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
517 struct cache_names {
518         char *name;
519         char *name_dma;
520 };
521
522 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
523 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
524 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
525         { NULL, }
526 #undef CACHE
527 };
528
529 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
530         { { 0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
531 static struct arraycache_init initarray_generic =
532         { { 0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
533
534 /* internal cache of cache description objs */
535 static kmem_cache_t cache_cache = {
536         .lists          = LIST3_INIT(cache_cache.lists),
537         .batchcount     = 1,
538         .limit          = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
539         .objsize        = sizeof(kmem_cache_t),
540         .flags          = SLAB_NO_REAP,
541         .spinlock       = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
542         .name           = "kmem_cache",
543 #if DEBUG
544         .reallen        = sizeof(kmem_cache_t),
545 #endif
546 };
547
548 /* Guard access to the cache-chain. */
549 static struct semaphore cache_chain_sem;
550 static struct list_head cache_chain;
551
552 /*
553  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many
554  * slab-allocated pages are possibly freeable under pressure
555  *
556  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
557  */
558 atomic_t slab_reclaim_pages;
559 EXPORT_SYMBOL(slab_reclaim_pages);
560
561 /*
562  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
563  * until the general caches are up.
564  */
565 static enum {
566         NONE,
567         PARTIAL,
568         FULL
569 } g_cpucache_up;
570
571 static DEFINE_PER_CPU(struct work_struct, reap_work);
572
573 static void free_block(kmem_cache_t* cachep, void** objpp, int len);
574 static void enable_cpucache (kmem_cache_t *cachep);
575 static void cache_reap (void *unused);
576
577 static inline void ** ac_entry(struct array_cache *ac)
578 {
579         return (void**)(ac+1);
580 }
581
582 static inline struct array_cache *ac_data(kmem_cache_t *cachep)
583 {
584         return cachep->array[smp_processor_id()];
585 }
586
587 static kmem_cache_t * kmem_find_general_cachep (size_t size, int gfpflags)
588 {
589         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
590
591         /* This function could be moved to the header file, and
592          * made inline so consumers can quickly determine what
593          * cache pointer they require.
594          */
595         for ( ; csizep->cs_size; csizep++) {
596                 if (size > csizep->cs_size)
597                         continue;
598                 break;
599         }
600         return (gfpflags & GFP_DMA) ? csizep->cs_dmacachep : csizep->cs_cachep;
601 }
602
603 /* Cal the num objs, wastage, and bytes left over for a given slab size. */
604 static void cache_estimate (unsigned long gfporder, size_t size, size_t align,
605                  int flags, size_t *left_over, unsigned int *num)
606 {
607         int i;
608         size_t wastage = PAGE_SIZE<<gfporder;
609         size_t extra = 0;
610         size_t base = 0;
611
612         if (!(flags & CFLGS_OFF_SLAB)) {
613                 base = sizeof(struct slab);
614                 extra = sizeof(kmem_bufctl_t);
615         }
616         i = 0;
617         while (i*size + ALIGN(base+i*extra, align) <= wastage)
618                 i++;
619         if (i > 0)
620                 i--;
621
622         if (i > SLAB_LIMIT)
623                 i = SLAB_LIMIT;
624
625         *num = i;
626         wastage -= i*size;
627         wastage -= ALIGN(base+i*extra, align);
628         *left_over = wastage;
629 }
630
631 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
632
633 static void __slab_error(const char *function, kmem_cache_t *cachep, char *msg)
634 {
635         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
636                 function, cachep->name, msg);
637         dump_stack();
638 }
639
640 /*
641  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
642  * via the workqueue/eventd.
643  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
644  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
645  * lock.
646  */
647 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
648 {
649         struct work_struct *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
650
651         /*
652          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
653          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
654          * at that time.
655          */
656         if (keventd_up() && reap_work->func == NULL) {
657                 INIT_WORK(reap_work, cache_reap, NULL);
658                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work, HZ + 3 * cpu);
659         }
660 }
661
662 static struct array_cache *alloc_arraycache(int cpu, int entries, int batchcount)
663 {
664         int memsize = sizeof(void*)*entries+sizeof(struct array_cache);
665         struct array_cache *nc = NULL;
666
667         if (cpu != -1) {
668                 nc = kmem_cache_alloc_node(kmem_find_general_cachep(memsize,
669                                         GFP_KERNEL), cpu_to_node(cpu));
670         }
671         if (!nc)
672                 nc = kmalloc(memsize, GFP_KERNEL);
673         if (nc) {
674                 nc->avail = 0;
675                 nc->limit = entries;
676                 nc->batchcount = batchcount;
677                 nc->touched = 0;
678         }
679         return nc;
680 }
681
682 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
683                                   unsigned long action,
684                                   void *hcpu)
685 {
686         long cpu = (long)hcpu;
687         kmem_cache_t* cachep;
688
689         switch (action) {
690         case CPU_UP_PREPARE:
691                 down(&cache_chain_sem);
692                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
693                         struct array_cache *nc;
694
695                         nc = alloc_arraycache(cpu, cachep->limit, cachep->batchcount);
696                         if (!nc)
697                                 goto bad;
698
699                         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
700                         cachep->array[cpu] = nc;
701                         cachep->free_limit = (1+num_online_cpus())*cachep->batchcount
702                                                 + cachep->num;
703                         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
704
705                 }
706                 up(&cache_chain_sem);
707                 break;
708         case CPU_ONLINE:
709                 start_cpu_timer(cpu);
710                 break;
711 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
712         case CPU_DEAD:
713                 /* fall thru */
714         case CPU_UP_CANCELED:
715                 down(&cache_chain_sem);
716
717                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
718                         struct array_cache *nc;
719
720                         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
721                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
722                         nc = cachep->array[cpu];
723                         cachep->array[cpu] = NULL;
724                         cachep->free_limit -= cachep->batchcount;
725                         free_block(cachep, ac_entry(nc), nc->avail);
726                         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
727                         kfree(nc);
728                 }
729                 up(&cache_chain_sem);
730                 break;
731 #endif
732         }
733         return NOTIFY_OK;
734 bad:
735         up(&cache_chain_sem);
736         return NOTIFY_BAD;
737 }
738
739 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
740
741 /* Initialisation.
742  * Called after the gfp() functions have been enabled, and before smp_init().
743  */
744 void __init kmem_cache_init(void)
745 {
746         size_t left_over;
747         struct cache_sizes *sizes;
748         struct cache_names *names;
749
750         /*
751          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
752          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
753          */
754         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
755                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
756
757         
758         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
759          * from caches that do not exist yet:
760          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the kmem_cache_t
761          *    structures of all caches, except cache_cache itself: cache_cache
762          *    is statically allocated.
763          *    Initially an __init data area is used for the head array, it's
764          *    replaced with a kmalloc allocated array at the end of the bootstrap.
765          * 2) Create the first kmalloc cache.
766          *    The kmem_cache_t for the new cache is allocated normally. An __init
767          *    data area is used for the head array.
768          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized head arrays.
769          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
770          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
771          * 5) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
772          */
773
774         /* 1) create the cache_cache */
775         init_MUTEX(&cache_chain_sem);
776         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
777         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
778         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
779         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
780
781         cache_cache.objsize = ALIGN(cache_cache.objsize, cache_line_size());
782
783         cache_estimate(0, cache_cache.objsize, cache_line_size(), 0,
784                                 &left_over, &cache_cache.num);
785         if (!cache_cache.num)
786                 BUG();
787
788         cache_cache.colour = left_over/cache_cache.colour_off;
789         cache_cache.colour_next = 0;
790         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num*sizeof(kmem_bufctl_t) +
791                                 sizeof(struct slab), cache_line_size());
792
793         /* 2+3) create the kmalloc caches */
794         sizes = malloc_sizes;
795         names = cache_names;
796
797         while (sizes->cs_size) {
798                 /* For performance, all the general caches are L1 aligned.
799                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
800                  * eliminates "false sharing".
801                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
802                  * allow tighter packing of the smaller caches. */
803                 sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
804                         sizes->cs_size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
805                         (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_PANIC), NULL, NULL);
806
807                 /* Inc off-slab bufctl limit until the ceiling is hit. */
808                 if (!(OFF_SLAB(sizes->cs_cachep))) {
809                         offslab_limit = sizes->cs_size-sizeof(struct slab);
810                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
811                 }
812
813                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
814                         sizes->cs_size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
815                         (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_CACHE_DMA | SLAB_PANIC),
816                         NULL, NULL);
817
818                 sizes++;
819                 names++;
820         }
821         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
822         {
823                 void * ptr;
824                 
825                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
826                 local_irq_disable();
827                 BUG_ON(ac_data(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
828                 memcpy(ptr, ac_data(&cache_cache), sizeof(struct arraycache_init));
829                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
830                 local_irq_enable();
831         
832                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
833                 local_irq_disable();
834                 BUG_ON(ac_data(malloc_sizes[0].cs_cachep) != &initarray_generic.cache);
835                 memcpy(ptr, ac_data(malloc_sizes[0].cs_cachep),
836                                 sizeof(struct arraycache_init));
837                 malloc_sizes[0].cs_cachep->array[smp_processor_id()] = ptr;
838                 local_irq_enable();
839         }
840
841         /* 5) resize the head arrays to their final sizes */
842         {
843                 kmem_cache_t *cachep;
844                 down(&cache_chain_sem);
845                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
846                         enable_cpucache(cachep);
847                 up(&cache_chain_sem);
848         }
849
850         /* Done! */
851         g_cpucache_up = FULL;
852
853         /* Register a cpu startup notifier callback
854          * that initializes ac_data for all new cpus
855          */
856         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
857         
858
859         /* The reap timers are started later, with a module init call:
860          * That part of the kernel is not yet operational.
861          */
862 }
863
864 static int __init cpucache_init(void)
865 {
866         int cpu;
867
868         /* 
869          * Register the timers that return unneeded
870          * pages to gfp.
871          */
872         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
873                 if (cpu_online(cpu))
874                         start_cpu_timer(cpu);
875         }
876
877         return 0;
878 }
879
880 __initcall(cpucache_init);
881
882 /*
883  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
884  *
885  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
886  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
887  * would be relatively rare and ignorable.
888  */
889 static void *kmem_getpages(kmem_cache_t *cachep, int flags, int nodeid)
890 {
891         struct page *page;
892         void *addr;
893         int i;
894
895         flags |= cachep->gfpflags;
896         if (likely(nodeid == -1)) {
897                 page = alloc_pages(flags, cachep->gfporder);
898         } else {
899                 page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
900         }
901         if (!page)
902                 return NULL;
903         addr = page_address(page);
904
905         i = (1 << cachep->gfporder);
906         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
907                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
908         add_page_state(nr_slab, i);
909         while (i--) {
910                 SetPageSlab(page);
911                 page++;
912         }
913         return addr;
914 }
915
916 /*
917  * Interface to system's page release.
918  */
919 static void kmem_freepages(kmem_cache_t *cachep, void *addr)
920 {
921         unsigned long i = (1<<cachep->gfporder);
922         struct page *page = virt_to_page(addr);
923         const unsigned long nr_freed = i;
924
925         while (i--) {
926                 if (!TestClearPageSlab(page))
927                         BUG();
928                 page++;
929         }
930         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
931         if (current->reclaim_state)
932                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
933         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
934         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) 
935                 atomic_sub(1<<cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
936 }
937
938 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
939 {
940         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *) head;
941         kmem_cache_t *cachep = slab_rcu->cachep;
942
943         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
944         if (OFF_SLAB(cachep))
945                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
946 }
947
948 #if DEBUG
949
950 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
951 static void store_stackinfo(kmem_cache_t *cachep, unsigned long *addr, unsigned long caller)
952 {
953         int size = obj_reallen(cachep);
954
955         addr = (unsigned long *)&((char*)addr)[obj_dbghead(cachep)];
956
957         if (size < 5*sizeof(unsigned long))
958                 return;
959
960         *addr++=0x12345678;
961         *addr++=caller;
962         *addr++=smp_processor_id();
963         size -= 3*sizeof(unsigned long);
964         {
965                 unsigned long *sptr = &caller;
966                 unsigned long svalue;
967
968                 while (!kstack_end(sptr)) {
969                         svalue = *sptr++;
970                         if (kernel_text_address(svalue)) {
971                                 *addr++=svalue;
972                                 size -= sizeof(unsigned long);
973                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
974                                         break;
975                         }
976                 }
977
978         }
979         *addr++=0x87654321;
980 }
981 #endif
982
983 static void poison_obj(kmem_cache_t *cachep, void *addr, unsigned char val)
984 {
985         int size = obj_reallen(cachep);
986         addr = &((char*)addr)[obj_dbghead(cachep)];
987
988         memset(addr, val, size);
989         *(unsigned char *)(addr+size-1) = POISON_END;
990 }
991
992 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
993 {
994         int i;
995         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
996         for (i=0;i<limit;i++) {
997                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset+i]);
998         }
999         printk("\n");
1000 }
1001 #endif
1002
1003 #if DEBUG
1004
1005 static void print_objinfo(kmem_cache_t *cachep, void *objp, int lines)
1006 {
1007         int i, size;
1008         char *realobj;
1009
1010         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1011                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
1012                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1013                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1014         }
1015
1016         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1017                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1018                                 *dbg_userword(cachep, objp));
1019                 print_symbol("(%s)",
1020                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1021                 printk("\n");
1022         }
1023         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1024         size = obj_reallen(cachep);
1025         for (i=0; i<size && lines;i+=16, lines--) {
1026                 int limit;
1027                 limit = 16;
1028                 if (i+limit > size)
1029                         limit = size-i;
1030                 dump_line(realobj, i, limit);
1031         }
1032 }
1033
1034 static void check_poison_obj(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
1035 {
1036         char *realobj;
1037         int size, i;
1038         int lines = 0;
1039
1040         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1041         size = obj_reallen(cachep);
1042
1043         for (i=0;i<size;i++) {
1044                 char exp = POISON_FREE;
1045                 if (i == size-1)
1046                         exp = POISON_END;
1047                 if (realobj[i] != exp) {
1048                         int limit;
1049                         /* Mismatch ! */
1050                         /* Print header */
1051                         if (lines == 0) {
1052                                 printk(KERN_ERR "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
1053                                                 realobj, size);
1054                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1055                         }
1056                         /* Hexdump the affected line */
1057                         i = (i/16)*16;
1058                         limit = 16;
1059                         if (i+limit > size)
1060                                 limit = size-i;
1061                         dump_line(realobj, i, limit);
1062                         i += 16;
1063                         lines++;
1064                         /* Limit to 5 lines */
1065                         if (lines > 5)
1066                                 break;
1067                 }
1068         }
1069         if (lines != 0) {
1070                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1071                  * exist:
1072                  */
1073                 struct slab *slabp = GET_PAGE_SLAB(virt_to_page(objp));
1074                 int objnr;
1075
1076                 objnr = (objp-slabp->s_mem)/cachep->objsize;
1077                 if (objnr) {
1078                         objp = slabp->s_mem+(objnr-1)*cachep->objsize;
1079                         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1080                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1081                                                 realobj, size);
1082                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1083                 }
1084                 if (objnr+1 < cachep->num) {
1085                         objp = slabp->s_mem+(objnr+1)*cachep->objsize;
1086                         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1087                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1088                                                 realobj, size);
1089                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1090                 }
1091         }
1092 }
1093 #endif
1094
1095 /* Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1096  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.
1097  * The cache-lock is not held/needed.
1098  */
1099 static void slab_destroy (kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp)
1100 {
1101         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1102
1103 #if DEBUG
1104         int i;
1105         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1106                 void *objp = slabp->s_mem + cachep->objsize * i;
1107
1108                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1109 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1110                         if ((cachep->objsize%PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep))
1111                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE,1);
1112                         else
1113                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1114 #else
1115                         check_poison_obj(cachep, objp);
1116 #endif
1117                 }
1118                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1119                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1120                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1121                                                         "was overwritten");
1122                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1123                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1124                                                         "was overwritten");
1125                 }
1126                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1127                         (cachep->dtor)(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, 0);
1128         }
1129 #else
1130         if (cachep->dtor) {
1131                 int i;
1132                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1133                         void* objp = slabp->s_mem+cachep->objsize*i;
1134                         (cachep->dtor)(objp, cachep, 0);
1135                 }
1136         }
1137 #endif
1138
1139         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1140                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1141
1142                 slab_rcu = (struct slab_rcu *) slabp;
1143                 slab_rcu->cachep = cachep;
1144                 slab_rcu->addr = addr;
1145                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1146         } else {
1147                 kmem_freepages(cachep, addr);
1148                 if (OFF_SLAB(cachep))
1149                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1150         }
1151 }
1152
1153 /**
1154  * kmem_cache_create - Create a cache.
1155  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1156  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1157  * @align: The required alignment for the objects.
1158  * @flags: SLAB flags
1159  * @ctor: A constructor for the objects.
1160  * @dtor: A destructor for the objects.
1161  *
1162  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1163  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1164  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1165  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1166  *
1167  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1168  * the module calling this has to destroy the cache before getting 
1169  * unloaded.
1170  * 
1171  * The flags are
1172  *
1173  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1174  * to catch references to uninitialised memory.
1175  *
1176  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1177  * for buffer overruns.
1178  *
1179  * %SLAB_NO_REAP - Don't automatically reap this cache when we're under
1180  * memory pressure.
1181  *
1182  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1183  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1184  * as davem.
1185  */
1186 kmem_cache_t *
1187 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1188         unsigned long flags, void (*ctor)(void*, kmem_cache_t *, unsigned long),
1189         void (*dtor)(void*, kmem_cache_t *, unsigned long))
1190 {
1191         size_t left_over, slab_size, ralign;
1192         kmem_cache_t *cachep = NULL;
1193
1194         /*
1195          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1196          */
1197         if ((!name) ||
1198                 in_interrupt() ||
1199                 (size < BYTES_PER_WORD) ||
1200                 (size > (1<<MAX_OBJ_ORDER)*PAGE_SIZE) ||
1201                 (dtor && !ctor)) {
1202                         printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n",
1203                                         __FUNCTION__, name);
1204                         BUG();
1205                 }
1206
1207 #if DEBUG
1208         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1209         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1210                 /* No constructor, but inital state check requested */
1211                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1212                                 "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1213                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1214         }
1215
1216 #if FORCED_DEBUG
1217         /*
1218          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1219          * large objects, if the increased size would increase the object size
1220          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1221          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1222          */
1223         if ((size < 4096 || fls(size-1) == fls(size-1+3*BYTES_PER_WORD)))
1224                 flags |= SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER;
1225         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1226                 flags |= SLAB_POISON;
1227 #endif
1228         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1229                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
1230 #endif
1231         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1232                 BUG_ON(dtor);
1233
1234         /*
1235          * Always checks flags, a caller might be expecting debug
1236          * support which isn't available.
1237          */
1238         if (flags & ~CREATE_MASK)
1239                 BUG();
1240
1241         /* Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1242          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1243          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1244          */
1245         if (size & (BYTES_PER_WORD-1)) {
1246                 size += (BYTES_PER_WORD-1);
1247                 size &= ~(BYTES_PER_WORD-1);
1248         }
1249
1250         /* calculate out the final buffer alignment: */
1251         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
1252         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1253                 /* Default alignment: as specified by the arch code.
1254                  * Except if an object is really small, then squeeze multiple
1255                  * objects into one cacheline.
1256                  */
1257                 ralign = cache_line_size();
1258                 while (size <= ralign/2)
1259                         ralign /= 2;
1260         } else {
1261                 ralign = BYTES_PER_WORD;
1262         }
1263         /* 2) arch mandated alignment: disables debug if necessary */
1264         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
1265                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
1266                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1267                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER);
1268         }
1269         /* 3) caller mandated alignment: disables debug if necessary */
1270         if (ralign < align) {
1271                 ralign = align;
1272                 if (ralign > BYTES_PER_WORD)
1273                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER);
1274         }
1275         /* 4) Store it. Note that the debug code below can reduce
1276          *    the alignment to BYTES_PER_WORD.
1277          */
1278         align = ralign;
1279
1280         /* Get cache's description obj. */
1281         cachep = (kmem_cache_t *) kmem_cache_alloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
1282         if (!cachep)
1283                 goto opps;
1284         memset(cachep, 0, sizeof(kmem_cache_t));
1285
1286 #if DEBUG
1287         cachep->reallen = size;
1288
1289         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1290                 /* redzoning only works with word aligned caches */
1291                 align = BYTES_PER_WORD;
1292
1293                 /* add space for red zone words */
1294                 cachep->dbghead += BYTES_PER_WORD;
1295                 size += 2*BYTES_PER_WORD;
1296         }
1297         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
1298                 /* user store requires word alignment and
1299                  * one word storage behind the end of the real
1300                  * object.
1301                  */
1302                 align = BYTES_PER_WORD;
1303                 size += BYTES_PER_WORD;
1304         }
1305 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
1306         if (size > 128 && cachep->reallen > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
1307                 cachep->dbghead += PAGE_SIZE - size;
1308                 size = PAGE_SIZE;
1309         }
1310 #endif
1311 #endif
1312
1313         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
1314         if (size >= (PAGE_SIZE>>3))
1315                 /*
1316                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
1317                  * off-slab (should allow better packing of objs).
1318                  */
1319                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
1320
1321         size = ALIGN(size, align);
1322
1323         if ((flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) && size <= PAGE_SIZE) {
1324                 /*
1325                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1326                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1327                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1328                  */
1329                 cachep->gfporder = 0;
1330                 cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1331                                         &left_over, &cachep->num);
1332         } else {
1333                 /*
1334                  * Calculate size (in pages) of slabs, and the num of objs per
1335                  * slab.  This could be made much more intelligent.  For now,
1336                  * try to avoid using high page-orders for slabs.  When the
1337                  * gfp() funcs are more friendly towards high-order requests,
1338                  * this should be changed.
1339                  */
1340                 do {
1341                         unsigned int break_flag = 0;
1342 cal_wastage:
1343                         cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1344                                                 &left_over, &cachep->num);
1345                         if (break_flag)
1346                                 break;
1347                         if (cachep->gfporder >= MAX_GFP_ORDER)
1348                                 break;
1349                         if (!cachep->num)
1350                                 goto next;
1351                         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB &&
1352                                         cachep->num > offslab_limit) {
1353                                 /* This num of objs will cause problems. */
1354                                 cachep->gfporder--;
1355                                 break_flag++;
1356                                 goto cal_wastage;
1357                         }
1358
1359                         /*
1360                          * Large num of objs is good, but v. large slabs are
1361                          * currently bad for the gfp()s.
1362                          */
1363                         if (cachep->gfporder >= slab_break_gfp_order)
1364                                 break;
1365
1366                         if ((left_over*8) <= (PAGE_SIZE<<cachep->gfporder))
1367                                 break;  /* Acceptable internal fragmentation. */
1368 next:
1369                         cachep->gfporder++;
1370                 } while (1);
1371         }
1372
1373         if (!cachep->num) {
1374                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
1375                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1376                 cachep = NULL;
1377                 goto opps;
1378         }
1379         slab_size = ALIGN(cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t)
1380                                 + sizeof(struct slab), align);
1381
1382         /*
1383          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1384          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1385          */
1386         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
1387                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
1388                 left_over -= slab_size;
1389         }
1390
1391         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1392                 /* really off slab. No need for manual alignment */
1393                 slab_size = cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t)+sizeof(struct slab);
1394         }
1395
1396         cachep->colour_off = cache_line_size();
1397         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
1398         if (cachep->colour_off < align)
1399                 cachep->colour_off = align;
1400         cachep->colour = left_over/cachep->colour_off;
1401         cachep->slab_size = slab_size;
1402         cachep->flags = flags;
1403         cachep->gfpflags = 0;
1404         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
1405                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
1406         spin_lock_init(&cachep->spinlock);
1407         cachep->objsize = size;
1408         /* NUMA */
1409         INIT_LIST_HEAD(&cachep->lists.slabs_full);
1410         INIT_LIST_HEAD(&cachep->lists.slabs_partial);
1411         INIT_LIST_HEAD(&cachep->lists.slabs_free);
1412
1413         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
1414                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size,0);
1415         cachep->ctor = ctor;
1416         cachep->dtor = dtor;
1417         cachep->name = name;
1418
1419         /* Don't let CPUs to come and go */
1420         lock_cpu_hotplug();
1421
1422         if (g_cpucache_up == FULL) {
1423                 enable_cpucache(cachep);
1424         } else {
1425                 if (g_cpucache_up == NONE) {
1426                         /* Note: the first kmem_cache_create must create
1427                          * the cache that's used by kmalloc(24), otherwise
1428                          * the creation of further caches will BUG().
1429                          */
1430                         cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
1431                         g_cpucache_up = PARTIAL;
1432                 } else {
1433                         cachep->array[smp_processor_id()] = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init),GFP_KERNEL);
1434                 }
1435                 BUG_ON(!ac_data(cachep));
1436                 ac_data(cachep)->avail = 0;
1437                 ac_data(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1438                 ac_data(cachep)->batchcount = 1;
1439                 ac_data(cachep)->touched = 0;
1440                 cachep->batchcount = 1;
1441                 cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1442                 cachep->free_limit = (1+num_online_cpus())*cachep->batchcount
1443                                         + cachep->num;
1444         } 
1445
1446         cachep->lists.next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1447                                         ((unsigned long)cachep)%REAPTIMEOUT_LIST3;
1448
1449         /* Need the semaphore to access the chain. */
1450         down(&cache_chain_sem);
1451         {
1452                 struct list_head *p;
1453                 mm_segment_t old_fs;
1454
1455                 old_fs = get_fs();
1456                 set_fs(KERNEL_DS);
1457                 list_for_each(p, &cache_chain) {
1458                         kmem_cache_t *pc = list_entry(p, kmem_cache_t, next);
1459                         char tmp;
1460                         /* This happens when the module gets unloaded and doesn't
1461                            destroy its slab cache and noone else reuses the vmalloc
1462                            area of the module. Print a warning. */
1463                         if (__get_user(tmp,pc->name)) { 
1464                                 printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n", 
1465                                         pc->objsize); 
1466                                 continue; 
1467                         }       
1468                         if (!strcmp(pc->name,name)) { 
1469                                 printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n",name); 
1470                                 up(&cache_chain_sem); 
1471                                 unlock_cpu_hotplug();
1472                                 BUG(); 
1473                         }       
1474                 }
1475                 set_fs(old_fs);
1476         }
1477
1478         /* cache setup completed, link it into the list */
1479         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
1480         up(&cache_chain_sem);
1481         unlock_cpu_hotplug();
1482 opps:
1483         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
1484                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
1485                         name);
1486         return cachep;
1487 }
1488 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
1489
1490 #if DEBUG
1491 static void check_irq_off(void)
1492 {
1493         BUG_ON(!irqs_disabled());
1494 }
1495
1496 static void check_irq_on(void)
1497 {
1498         BUG_ON(irqs_disabled());
1499 }
1500
1501 static void check_spinlock_acquired(kmem_cache_t *cachep)
1502 {
1503 #ifdef CONFIG_SMP
1504         check_irq_off();
1505         BUG_ON(spin_trylock(&cachep->spinlock));
1506 #endif
1507 }
1508 #else
1509 #define check_irq_off() do { } while(0)
1510 #define check_irq_on()  do { } while(0)
1511 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
1512 #endif
1513
1514 /*
1515  * Waits for all CPUs to execute func().
1516  */
1517 static void smp_call_function_all_cpus(void (*func) (void *arg), void *arg)
1518 {
1519         check_irq_on();
1520         preempt_disable();
1521
1522         local_irq_disable();
1523         func(arg);
1524         local_irq_enable();
1525
1526         if (smp_call_function(func, arg, 1, 1))
1527                 BUG();
1528
1529         preempt_enable();
1530 }
1531
1532 static void drain_array_locked(kmem_cache_t* cachep,
1533                                 struct array_cache *ac, int force);
1534
1535 static void do_drain(void *arg)
1536 {
1537         kmem_cache_t *cachep = (kmem_cache_t*)arg;
1538         struct array_cache *ac;
1539
1540         check_irq_off();
1541         ac = ac_data(cachep);
1542         spin_lock(&cachep->spinlock);
1543         free_block(cachep, &ac_entry(ac)[0], ac->avail);
1544         spin_unlock(&cachep->spinlock);
1545         ac->avail = 0;
1546 }
1547
1548 static void drain_cpu_caches(kmem_cache_t *cachep)
1549 {
1550         smp_call_function_all_cpus(do_drain, cachep);
1551         check_irq_on();
1552         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1553         if (cachep->lists.shared)
1554                 drain_array_locked(cachep, cachep->lists.shared, 1);
1555         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1556 }
1557
1558
1559 /* NUMA shrink all list3s */
1560 static int __cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
1561 {
1562         struct slab *slabp;
1563         int ret;
1564
1565         drain_cpu_caches(cachep);
1566
1567         check_irq_on();
1568         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1569
1570         for(;;) {
1571                 struct list_head *p;
1572
1573                 p = cachep->lists.slabs_free.prev;
1574                 if (p == &cachep->lists.slabs_free)
1575                         break;
1576
1577                 slabp = list_entry(cachep->lists.slabs_free.prev, struct slab, list);
1578 #if DEBUG
1579                 if (slabp->inuse)
1580                         BUG();
1581 #endif
1582                 list_del(&slabp->list);
1583
1584                 cachep->lists.free_objects -= cachep->num;
1585                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1586                 slab_destroy(cachep, slabp);
1587                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1588         }
1589         ret = !list_empty(&cachep->lists.slabs_full) ||
1590                 !list_empty(&cachep->lists.slabs_partial);
1591         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1592         return ret;
1593 }
1594
1595 /**
1596  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
1597  * @cachep: The cache to shrink.
1598  *
1599  * Releases as many slabs as possible for a cache.
1600  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
1601  */
1602 int kmem_cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
1603 {
1604         if (!cachep || in_interrupt())
1605                 BUG();
1606
1607         return __cache_shrink(cachep);
1608 }
1609
1610 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
1611
1612 /**
1613  * kmem_cache_destroy - delete a cache
1614  * @cachep: the cache to destroy
1615  *
1616  * Remove a kmem_cache_t object from the slab cache.
1617  * Returns 0 on success.
1618  *
1619  * It is expected this function will be called by a module when it is
1620  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
1621  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
1622  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
1623  *
1624  * The cache must be empty before calling this function.
1625  *
1626  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
1627  * during the kmem_cache_destroy().
1628  */
1629 int kmem_cache_destroy (kmem_cache_t * cachep)
1630 {
1631         int i;
1632
1633         if (!cachep || in_interrupt())
1634                 BUG();
1635
1636         /* Don't let CPUs to come and go */
1637         lock_cpu_hotplug();
1638
1639         /* Find the cache in the chain of caches. */
1640         down(&cache_chain_sem);
1641         /*
1642          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
1643          */
1644         list_del(&cachep->next);
1645         up(&cache_chain_sem);
1646
1647         if (__cache_shrink(cachep)) {
1648                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
1649                 down(&cache_chain_sem);
1650                 list_add(&cachep->next,&cache_chain);
1651                 up(&cache_chain_sem);
1652                 unlock_cpu_hotplug();
1653                 return 1;
1654         }
1655
1656         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1657                 synchronize_kernel();
1658
1659         /* no cpu_online check required here since we clear the percpu
1660          * array on cpu offline and set this to NULL.
1661          */
1662         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++)
1663                 kfree(cachep->array[i]);
1664
1665         /* NUMA: free the list3 structures */
1666         kfree(cachep->lists.shared);
1667         cachep->lists.shared = NULL;
1668         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1669
1670         unlock_cpu_hotplug();
1671
1672         return 0;
1673 }
1674
1675 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
1676
1677 /* Get the memory for a slab management obj. */
1678 static struct slab* alloc_slabmgmt (kmem_cache_t *cachep,
1679                         void *objp, int colour_off, int local_flags)
1680 {
1681         struct slab *slabp;
1682         
1683         if (OFF_SLAB(cachep)) {
1684                 /* Slab management obj is off-slab. */
1685                 slabp = kmem_cache_alloc(cachep->slabp_cache, local_flags);
1686                 if (!slabp)
1687                         return NULL;
1688         } else {
1689                 slabp = objp+colour_off;
1690                 colour_off += cachep->slab_size;
1691         }
1692         slabp->inuse = 0;
1693         slabp->colouroff = colour_off;
1694         slabp->s_mem = objp+colour_off;
1695
1696         return slabp;
1697 }
1698
1699 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
1700 {
1701         return (kmem_bufctl_t *)(slabp+1);
1702 }
1703
1704 static void cache_init_objs (kmem_cache_t * cachep,
1705                         struct slab * slabp, unsigned long ctor_flags)
1706 {
1707         int i;
1708
1709         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1710                 void* objp = slabp->s_mem+cachep->objsize*i;
1711 #if DEBUG
1712                 /* need to poison the objs? */
1713                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
1714                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
1715                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
1716                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
1717
1718                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1719                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1720                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1721                 }
1722                 /*
1723                  * Constructors are not allowed to allocate memory from
1724                  * the same cache which they are a constructor for.
1725                  * Otherwise, deadlock. They must also be threaded.
1726                  */
1727                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1728                         cachep->ctor(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, ctor_flags);
1729
1730                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1731                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1732                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
1733                                                         " end of an object");
1734                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1735                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
1736                                                         " start of an object");
1737                 }
1738                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
1739                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 0);
1740 #else
1741                 if (cachep->ctor)
1742                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
1743 #endif
1744                 slab_bufctl(slabp)[i] = i+1;
1745         }
1746         slab_bufctl(slabp)[i-1] = BUFCTL_END;
1747         slabp->free = 0;
1748 }
1749
1750 static void kmem_flagcheck(kmem_cache_t *cachep, int flags)
1751 {
1752         if (flags & SLAB_DMA) {
1753                 if (!(cachep->gfpflags & GFP_DMA))
1754                         BUG();
1755         } else {
1756                 if (cachep->gfpflags & GFP_DMA)
1757                         BUG();
1758         }
1759 }
1760
1761 static void set_slab_attr(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp, void *objp)
1762 {
1763         int i;
1764         struct page *page;
1765
1766         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
1767         i = 1 << cachep->gfporder;
1768         page = virt_to_page(objp);
1769         do {
1770                 SET_PAGE_CACHE(page, cachep);
1771                 SET_PAGE_SLAB(page, slabp);
1772                 page++;
1773         } while (--i);
1774 }
1775
1776 /*
1777  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
1778  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
1779  */
1780 static int cache_grow (kmem_cache_t * cachep, int flags, int nodeid)
1781 {
1782         struct slab     *slabp;
1783         void            *objp;
1784         size_t           offset;
1785         int              local_flags;
1786         unsigned long    ctor_flags;
1787
1788         /* Be lazy and only check for valid flags here,
1789          * keeping it out of the critical path in kmem_cache_alloc().
1790          */
1791         if (flags & ~(SLAB_DMA|SLAB_LEVEL_MASK|SLAB_NO_GROW))
1792                 BUG();
1793         if (flags & SLAB_NO_GROW)
1794                 return 0;
1795
1796         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
1797         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
1798         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
1799                 /*
1800                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
1801                  * this - it might need to know...
1802                  */
1803                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
1804
1805         /* About to mess with non-constant members - lock. */
1806         check_irq_off();
1807         spin_lock(&cachep->spinlock);
1808
1809         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
1810         offset = cachep->colour_next;
1811         cachep->colour_next++;
1812         if (cachep->colour_next >= cachep->colour)
1813                 cachep->colour_next = 0;
1814         offset *= cachep->colour_off;
1815
1816         spin_unlock(&cachep->spinlock);
1817
1818         if (local_flags & __GFP_WAIT)
1819                 local_irq_enable();
1820
1821         /*
1822          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
1823          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
1824          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
1825          * will eventually be caught here (where it matters).
1826          */
1827         kmem_flagcheck(cachep, flags);
1828
1829
1830         /* Get mem for the objs. */
1831         if (!(objp = kmem_getpages(cachep, flags, nodeid)))
1832                 goto failed;
1833
1834         /* Get slab management. */
1835         if (!(slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags)))
1836                 goto opps1;
1837
1838         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
1839
1840         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
1841
1842         if (local_flags & __GFP_WAIT)
1843                 local_irq_disable();
1844         check_irq_off();
1845         spin_lock(&cachep->spinlock);
1846
1847         /* Make slab active. */
1848         list_add_tail(&slabp->list, &(list3_data(cachep)->slabs_free));
1849         STATS_INC_GROWN(cachep);
1850         list3_data(cachep)->free_objects += cachep->num;
1851         spin_unlock(&cachep->spinlock);
1852         return 1;
1853 opps1:
1854         kmem_freepages(cachep, objp);
1855 failed:
1856         if (local_flags & __GFP_WAIT)
1857                 local_irq_disable();
1858         return 0;
1859 }
1860
1861 #if DEBUG
1862
1863 /*
1864  * Perform extra freeing checks:
1865  * - detect bad pointers.
1866  * - POISON/RED_ZONE checking
1867  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
1868  */
1869 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
1870 {
1871         struct page *page;
1872
1873         if (!virt_addr_valid(objp)) {
1874                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
1875                         (unsigned long)objp);   
1876                 BUG();  
1877         }
1878         page = virt_to_page(objp);
1879         if (!PageSlab(page)) {
1880                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n", (unsigned long)objp);
1881                 BUG();
1882         }
1883 }
1884
1885 static void *cache_free_debugcheck (kmem_cache_t * cachep, void * objp, void *caller)
1886 {
1887         struct page *page;
1888         unsigned int objnr;
1889         struct slab *slabp;
1890
1891         objp -= obj_dbghead(cachep);
1892         kfree_debugcheck(objp);
1893         page = virt_to_page(objp);
1894
1895         if (GET_PAGE_CACHE(page) != cachep) {
1896                 printk(KERN_ERR "mismatch in kmem_cache_free: expected cache %p, got %p\n",
1897                                 GET_PAGE_CACHE(page),cachep);
1898                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
1899                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", GET_PAGE_CACHE(page), GET_PAGE_CACHE(page)->name);
1900                 WARN_ON(1);
1901         }
1902         slabp = GET_PAGE_SLAB(page);
1903
1904         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1905                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
1906                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
1907                                                 " object was overwritten");
1908                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
1909                                         objp, *dbg_redzone1(cachep, objp), *dbg_redzone2(cachep, objp));
1910                 }
1911                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1912                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1913         }
1914         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
1915                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
1916
1917         objnr = (objp-slabp->s_mem)/cachep->objsize;
1918
1919         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
1920         BUG_ON(objp != slabp->s_mem + objnr*cachep->objsize);
1921
1922         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
1923                 /* Need to call the slab's constructor so the
1924                  * caller can perform a verify of its state (debugging).
1925                  * Called without the cache-lock held.
1926                  */
1927                 cachep->ctor(objp+obj_dbghead(cachep),
1928                                         cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR|SLAB_CTOR_VERIFY);
1929         }
1930         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
1931                 /* we want to cache poison the object,
1932                  * call the destruction callback
1933                  */
1934                 cachep->dtor(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, 0);
1935         }
1936         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1937 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1938                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)) {
1939                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
1940                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 0);
1941                 } else {
1942                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
1943                 }
1944 #else
1945                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
1946 #endif
1947         }
1948         return objp;
1949 }
1950
1951 static void check_slabp(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp)
1952 {
1953         int i;
1954         int entries = 0;
1955         
1956         check_spinlock_acquired(cachep);
1957         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
1958         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
1959                 entries++;
1960                 if (entries > cachep->num || i < 0 || i >= cachep->num)
1961                         goto bad;
1962         }
1963         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
1964                 int i;
1965 bad:
1966                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
1967                                 cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
1968                 for (i=0;i<sizeof(slabp)+cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t);i++) {
1969                         if ((i%16)==0)
1970                                 printk("\n%03x:", i);
1971                         printk(" %02x", ((unsigned char*)slabp)[i]);
1972                 }
1973                 printk("\n");
1974                 BUG();
1975         }
1976 }
1977 #else
1978 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
1979 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
1980 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
1981 #endif
1982
1983 static void* cache_alloc_refill(kmem_cache_t* cachep, int flags)
1984 {
1985         int batchcount;
1986         struct kmem_list3 *l3;
1987         struct array_cache *ac;
1988
1989         check_irq_off();
1990         ac = ac_data(cachep);
1991 retry:
1992         batchcount = ac->batchcount;
1993         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
1994                 /* if there was little recent activity on this
1995                  * cache, then perform only a partial refill.
1996                  * Otherwise we could generate refill bouncing.
1997                  */
1998                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
1999         }
2000         l3 = list3_data(cachep);
2001
2002         BUG_ON(ac->avail > 0);
2003         spin_lock(&cachep->spinlock);
2004         if (l3->shared) {
2005                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
2006                 if (shared_array->avail) {
2007                         if (batchcount > shared_array->avail)
2008                                 batchcount = shared_array->avail;
2009                         shared_array->avail -= batchcount;
2010                         ac->avail = batchcount;
2011                         memcpy(ac_entry(ac), &ac_entry(shared_array)[shared_array->avail],
2012                                         sizeof(void*)*batchcount);
2013                         shared_array->touched = 1;
2014                         goto alloc_done;
2015                 }
2016         }
2017         while (batchcount > 0) {
2018                 struct list_head *entry;
2019                 struct slab *slabp;
2020                 /* Get slab alloc is to come from. */
2021                 entry = l3->slabs_partial.next;
2022                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
2023                         l3->free_touched = 1;
2024                         entry = l3->slabs_free.next;
2025                         if (entry == &l3->slabs_free)
2026                                 goto must_grow;
2027                 }
2028
2029                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2030                 check_slabp(cachep, slabp);
2031                 check_spinlock_acquired(cachep);
2032                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2033                         kmem_bufctl_t next;
2034                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2035                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2036                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2037
2038                         /* get obj pointer */
2039                         ac_entry(ac)[ac->avail++] = slabp->s_mem + slabp->free*cachep->objsize;
2040
2041                         slabp->inuse++;
2042                         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2043 #if DEBUG
2044                         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2045 #endif
2046                         slabp->free = next;
2047                 }
2048                 check_slabp(cachep, slabp);
2049
2050                 /* move slabp to correct slabp list: */
2051                 list_del(&slabp->list);
2052                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
2053                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
2054                 else
2055                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
2056         }
2057
2058 must_grow:
2059         l3->free_objects -= ac->avail;
2060 alloc_done:
2061         spin_unlock(&cachep->spinlock);
2062
2063         if (unlikely(!ac->avail)) {
2064                 int x;
2065                 x = cache_grow(cachep, flags, -1);
2066                 
2067                 // cache_grow can reenable interrupts, then ac could change.
2068                 ac = ac_data(cachep);
2069                 if (!x && ac->avail == 0)       // no objects in sight? abort
2070                         return NULL;
2071
2072                 if (!ac->avail)         // objects refilled by interrupt?
2073                         goto retry;
2074         }
2075         ac->touched = 1;
2076         return ac_entry(ac)[--ac->avail];
2077 }
2078
2079 static inline void
2080 cache_alloc_debugcheck_before(kmem_cache_t *cachep, int flags)
2081 {
2082         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2083 #if DEBUG
2084         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2085 #endif
2086 }
2087
2088 #if DEBUG
2089 static void *
2090 cache_alloc_debugcheck_after(kmem_cache_t *cachep,
2091                         unsigned long flags, void *objp, void *caller)
2092 {
2093         if (!objp)      
2094                 return objp;
2095         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2096 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2097                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2098                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 1);
2099                 else
2100                         check_poison_obj(cachep, objp);
2101 #else
2102                 check_poison_obj(cachep, objp);
2103 #endif
2104                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2105         }
2106         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2107                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2108
2109         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2110                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2111                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2112                                                 " object was overwritten");
2113                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2114                                         objp, *dbg_redzone1(cachep, objp), *dbg_redzone2(cachep, objp));
2115                 }
2116                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2117                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2118         }
2119         objp += obj_dbghead(cachep);
2120         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2121                 unsigned long   ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2122
2123                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2124                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2125
2126                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2127         }       
2128         return objp;
2129 }
2130 #else
2131 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2132 #endif
2133
2134
2135 static inline void * __cache_alloc (kmem_cache_t *cachep, int flags)
2136 {
2137         unsigned long save_flags;
2138         void* objp;
2139         struct array_cache *ac;
2140
2141         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2142
2143         local_irq_save(save_flags);
2144         ac = ac_data(cachep);
2145         if (likely(ac->avail)) {
2146                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2147                 ac->touched = 1;
2148                 objp = ac_entry(ac)[--ac->avail];
2149         } else {
2150                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2151                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2152         }
2153         local_irq_restore(save_flags);
2154         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, __builtin_return_address(0));
2155         return objp;
2156 }
2157
2158 /* 
2159  * NUMA: different approach needed if the spinlock is moved into
2160  * the l3 structure
2161  */
2162
2163 static void free_block(kmem_cache_t *cachep, void **objpp, int nr_objects)
2164 {
2165         int i;
2166
2167         check_spinlock_acquired(cachep);
2168
2169         /* NUMA: move add into loop */
2170         cachep->lists.free_objects += nr_objects;
2171
2172         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
2173                 void *objp = objpp[i];
2174                 struct slab *slabp;
2175                 unsigned int objnr;
2176
2177                 slabp = GET_PAGE_SLAB(virt_to_page(objp));
2178                 list_del(&slabp->list);
2179                 objnr = (objp - slabp->s_mem) / cachep->objsize;
2180                 check_slabp(cachep, slabp);
2181 #if DEBUG
2182                 if (slab_bufctl(slabp)[objnr] != BUFCTL_FREE) {
2183                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache '%s', objp %p.\n",
2184                                                 cachep->name, objp);
2185                         BUG();
2186                 }
2187 #endif
2188                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2189                 slabp->free = objnr;
2190                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
2191                 slabp->inuse--;
2192                 check_slabp(cachep, slabp);
2193
2194                 /* fixup slab chains */
2195                 if (slabp->inuse == 0) {
2196                         if (cachep->lists.free_objects > cachep->free_limit) {
2197                                 cachep->lists.free_objects -= cachep->num;
2198                                 slab_destroy(cachep, slabp);
2199                         } else {
2200                                 list_add(&slabp->list,
2201                                 &list3_data_ptr(cachep, objp)->slabs_free);
2202                         }
2203                 } else {
2204                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
2205                          * partial list on free - maximum time for the
2206                          * other objects to be freed, too.
2207                          */
2208                         list_add_tail(&slabp->list,
2209                                 &list3_data_ptr(cachep, objp)->slabs_partial);
2210                 }
2211         }
2212 }
2213
2214 static void cache_flusharray (kmem_cache_t* cachep, struct array_cache *ac)
2215 {
2216         int batchcount;
2217
2218         batchcount = ac->batchcount;
2219 #if DEBUG
2220         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
2221 #endif
2222         check_irq_off();
2223         spin_lock(&cachep->spinlock);
2224         if (cachep->lists.shared) {
2225                 struct array_cache *shared_array = cachep->lists.shared;
2226                 int max = shared_array->limit-shared_array->avail;
2227                 if (max) {
2228                         if (batchcount > max)
2229                                 batchcount = max;
2230                         memcpy(&ac_entry(shared_array)[shared_array->avail],
2231                                         &ac_entry(ac)[0],
2232                                         sizeof(void*)*batchcount);
2233                         shared_array->avail += batchcount;
2234                         goto free_done;
2235                 }
2236         }
2237
2238         free_block(cachep, &ac_entry(ac)[0], batchcount);
2239 free_done:
2240 #if STATS
2241         {
2242                 int i = 0;
2243                 struct list_head *p;
2244
2245                 p = list3_data(cachep)->slabs_free.next;
2246                 while (p != &(list3_data(cachep)->slabs_free)) {
2247                         struct slab *slabp;
2248
2249                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2250                         BUG_ON(slabp->inuse);
2251
2252                         i++;
2253                         p = p->next;
2254                 }
2255                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
2256         }
2257 #endif
2258         spin_unlock(&cachep->spinlock);
2259         ac->avail -= batchcount;
2260         memmove(&ac_entry(ac)[0], &ac_entry(ac)[batchcount],
2261                         sizeof(void*)*ac->avail);
2262 }
2263
2264 /*
2265  * __cache_free
2266  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed
2267  * state, it must be in this state _before_ it is released.
2268  *
2269  * Called with disabled ints.
2270  */
2271 static inline void __cache_free (kmem_cache_t *cachep, void* objp)
2272 {
2273         struct array_cache *ac = ac_data(cachep);
2274
2275         check_irq_off();
2276         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
2277
2278         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
2279                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
2280                 ac_entry(ac)[ac->avail++] = objp;
2281                 return;
2282         } else {
2283                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
2284                 cache_flusharray(cachep, ac);
2285                 ac_entry(ac)[ac->avail++] = objp;
2286         }
2287 }
2288
2289 /**
2290  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
2291  * @cachep: The cache to allocate from.
2292  * @flags: See kmalloc().
2293  *
2294  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
2295  * if the cache has no available objects.
2296  */
2297 void * kmem_cache_alloc (kmem_cache_t *cachep, int flags)
2298 {
2299         return __cache_alloc(cachep, flags);
2300 }
2301
2302 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2303
2304 /**
2305  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
2306  *      be a slab entry.
2307  * @cachep: the cache we're checking against
2308  * @ptr: pointer to validate
2309  *
2310  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
2311  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
2312  * part of the slab cache in question, but it at least
2313  * validates that the pointer can be dereferenced and
2314  * looks half-way sane.
2315  *
2316  * Currently only used for dentry validation.
2317  */
2318 int fastcall kmem_ptr_validate(kmem_cache_t *cachep, void *ptr)
2319 {
2320         unsigned long addr = (unsigned long) ptr;
2321         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
2322         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD-1;
2323         unsigned long size = cachep->objsize;
2324         struct page *page;
2325
2326         if (unlikely(addr < min_addr))
2327                 goto out;
2328         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
2329                 goto out;
2330         if (unlikely(addr & align_mask))
2331                 goto out;
2332         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
2333                 goto out;
2334         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
2335                 goto out;
2336         page = virt_to_page(ptr);
2337         if (unlikely(!PageSlab(page)))
2338                 goto out;
2339         if (unlikely(GET_PAGE_CACHE(page) != cachep))
2340                 goto out;
2341         return 1;
2342 out:
2343         return 0;
2344 }
2345
2346 #ifdef CONFIG_NUMA
2347 /**
2348  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
2349  * @cachep: The cache to allocate from.
2350  * @flags: See kmalloc().
2351  * @nodeid: node number of the target node.
2352  *
2353  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
2354  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
2355  * can improve the performance for cpu bound structures.
2356  */
2357 void *kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_t *cachep, int nodeid)
2358 {
2359         int loop;
2360         void *objp;
2361         struct slab *slabp;
2362         kmem_bufctl_t next;
2363
2364         for (loop = 0;;loop++) {
2365                 struct list_head *q;
2366
2367                 objp = NULL;
2368                 check_irq_on();
2369                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2370                 /* walk through all partial and empty slab and find one
2371                  * from the right node */
2372                 list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_partial) {
2373                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2374
2375                         if (page_to_nid(virt_to_page(slabp->s_mem)) == nodeid ||
2376                                         loop > 2)
2377                                 goto got_slabp;
2378                 }
2379                 list_for_each(q, &cachep->lists.slabs_free) {
2380                         slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2381
2382                         if (page_to_nid(virt_to_page(slabp->s_mem)) == nodeid ||
2383                                         loop > 2)
2384                                 goto got_slabp;
2385                 }
2386                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2387
2388                 local_irq_disable();
2389                 if (!cache_grow(cachep, GFP_KERNEL, nodeid)) {
2390                         local_irq_enable();
2391                         return NULL;
2392                 }
2393                 local_irq_enable();
2394         }
2395 got_slabp:
2396         /* found one: allocate object */
2397         check_slabp(cachep, slabp);
2398         check_spinlock_acquired(cachep);
2399
2400         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2401         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2402         STATS_SET_HIGH(cachep);
2403         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
2404
2405         objp = slabp->s_mem + slabp->free*cachep->objsize;
2406
2407         slabp->inuse++;
2408         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2409 #if DEBUG
2410         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2411 #endif
2412         slabp->free = next;
2413         check_slabp(cachep, slabp);
2414
2415         /* move slabp to correct slabp list: */
2416         list_del(&slabp->list);
2417         if (slabp->free == BUFCTL_END)
2418                 list_add(&slabp->list, &cachep->lists.slabs_full);
2419         else
2420                 list_add(&slabp->list, &cachep->lists.slabs_partial);
2421
2422         list3_data(cachep)->free_objects--;
2423         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2424
2425         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, GFP_KERNEL, objp,
2426                                         __builtin_return_address(0));
2427         return objp;
2428 }
2429 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2430
2431 #endif
2432
2433 /**
2434  * kmalloc - allocate memory
2435  * @size: how many bytes of memory are required.
2436  * @flags: the type of memory to allocate.
2437  *
2438  * kmalloc is the normal method of allocating memory
2439  * in the kernel.
2440  *
2441  * The @flags argument may be one of:
2442  *
2443  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
2444  *
2445  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
2446  *
2447  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
2448  *
2449  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
2450  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
2451  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
2452  * from the first 16MB.
2453  */
2454 void * __kmalloc (size_t size, int flags)
2455 {
2456         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
2457
2458         for (; csizep->cs_size; csizep++) {
2459                 if (size > csizep->cs_size)
2460                         continue;
2461 #if DEBUG
2462                 /* This happens if someone tries to call
2463                  * kmem_cache_create(), or kmalloc(), before
2464                  * the generic caches are initialized.
2465                  */
2466                 BUG_ON(csizep->cs_cachep == NULL);
2467 #endif
2468                 return __cache_alloc(flags & GFP_DMA ?
2469                          csizep->cs_dmacachep : csizep->cs_cachep, flags);
2470         }
2471         return NULL;
2472 }
2473
2474 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2475
2476 #ifdef CONFIG_SMP
2477 /**
2478  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
2479  * cpu in the system, zeroing them.
2480  * Objects should be dereferenced using the per_cpu_ptr macro only.
2481  *
2482  * @size: how many bytes of memory are required.
2483  * @align: the alignment, which can't be greater than SMP_CACHE_BYTES.
2484  */
2485 void *__alloc_percpu(size_t size, size_t align)
2486 {
2487         int i;
2488         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof (*pdata), GFP_KERNEL);
2489
2490         if (!pdata)
2491                 return NULL;
2492
2493         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2494                 if (!cpu_possible(i))
2495                         continue;
2496                 pdata->ptrs[i] = kmem_cache_alloc_node(
2497                                 kmem_find_general_cachep(size, GFP_KERNEL),
2498                                 cpu_to_node(i));
2499
2500                 if (!pdata->ptrs[i])
2501                         goto unwind_oom;
2502                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
2503         }
2504
2505         /* Catch derefs w/o wrappers */
2506         return (void *) (~(unsigned long) pdata);
2507
2508 unwind_oom:
2509         while (--i >= 0) {
2510                 if (!cpu_possible(i))
2511                         continue;
2512                 kfree(pdata->ptrs[i]);
2513         }
2514         kfree(pdata);
2515         return NULL;
2516 }
2517
2518 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
2519 #endif
2520
2521 /**
2522  * kmem_cache_free - Deallocate an object
2523  * @cachep: The cache the allocation was from.
2524  * @objp: The previously allocated object.
2525  *
2526  * Free an object which was previously allocated from this
2527  * cache.
2528  */
2529 void kmem_cache_free (kmem_cache_t *cachep, void *objp)
2530 {
2531         unsigned long flags;
2532
2533         local_irq_save(flags);
2534         __cache_free(cachep, objp);
2535         local_irq_restore(flags);
2536 }
2537
2538 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2539
2540 /**
2541  * kcalloc - allocate memory for an array. The memory is set to zero.
2542  * @n: number of elements.
2543  * @size: element size.
2544  * @flags: the type of memory to allocate.
2545  */
2546 void *kcalloc(size_t n, size_t size, int flags)
2547 {
2548         void *ret = NULL;
2549
2550         if (n != 0 && size > INT_MAX / n)
2551                 return ret;
2552
2553         ret = kmalloc(n * size, flags);
2554         if (ret)
2555                 memset(ret, 0, n * size);
2556         return ret;
2557 }
2558
2559 EXPORT_SYMBOL(kcalloc);
2560
2561 /**
2562  * kfree - free previously allocated memory
2563  * @objp: pointer returned by kmalloc.
2564  *
2565  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
2566  * or you will run into trouble.
2567  */
2568 void kfree (const void *objp)
2569 {
2570         kmem_cache_t *c;
2571         unsigned long flags;
2572
2573         if (!objp)
2574                 return;
2575         local_irq_save(flags);
2576         kfree_debugcheck(objp);
2577         c = GET_PAGE_CACHE(virt_to_page(objp));
2578         __cache_free(c, (void*)objp);
2579         local_irq_restore(flags);
2580 }
2581
2582 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2583
2584 #ifdef CONFIG_SMP
2585 /**
2586  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
2587  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
2588  *
2589  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
2590  * The complemented objp is to check for that.
2591  */
2592 void
2593 free_percpu(const void *objp)
2594 {
2595         int i;
2596         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *) (~(unsigned long) objp);
2597
2598         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2599                 if (!cpu_possible(i))
2600                         continue;
2601                 kfree(p->ptrs[i]);
2602         }
2603         kfree(p);
2604 }
2605
2606 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
2607 #endif
2608
2609 unsigned int kmem_cache_size(kmem_cache_t *cachep)
2610 {
2611         return obj_reallen(cachep);
2612 }
2613
2614 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2615
2616 struct ccupdate_struct {
2617         kmem_cache_t *cachep;
2618         struct array_cache *new[NR_CPUS];
2619 };
2620
2621 static void do_ccupdate_local(void *info)
2622 {
2623         struct ccupdate_struct *new = (struct ccupdate_struct *)info;
2624         struct array_cache *old;
2625
2626         check_irq_off();
2627         old = ac_data(new->cachep);
2628         
2629         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
2630         new->new[smp_processor_id()] = old;
2631 }
2632
2633
2634 static int do_tune_cpucache (kmem_cache_t* cachep, int limit, int batchcount, int shared)
2635 {
2636         struct ccupdate_struct new;
2637         struct array_cache *new_shared;
2638         int i;
2639
2640         memset(&new.new,0,sizeof(new.new));
2641         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2642                 if (cpu_online(i)) {
2643                         new.new[i] = alloc_arraycache(i, limit, batchcount);
2644                         if (!new.new[i]) {
2645                                 for (i--; i >= 0; i--) kfree(new.new[i]);
2646                                 return -ENOMEM;
2647                         }
2648                 } else {
2649                         new.new[i] = NULL;
2650                 }
2651         }
2652         new.cachep = cachep;
2653
2654         smp_call_function_all_cpus(do_ccupdate_local, (void *)&new);
2655         
2656         check_irq_on();
2657         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2658         cachep->batchcount = batchcount;
2659         cachep->limit = limit;
2660         cachep->free_limit = (1+num_online_cpus())*cachep->batchcount + cachep->num;
2661         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2662
2663         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2664                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
2665                 if (!ccold)
2666                         continue;
2667                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2668                 free_block(cachep, ac_entry(ccold), ccold->avail);
2669                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2670                 kfree(ccold);
2671         }
2672         new_shared = alloc_arraycache(-1, batchcount*shared, 0xbaadf00d);
2673         if (new_shared) {
2674                 struct array_cache *old;
2675
2676                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2677                 old = cachep->lists.shared;
2678                 cachep->lists.shared = new_shared;
2679                 if (old)
2680                         free_block(cachep, ac_entry(old), old->avail);
2681                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2682                 kfree(old);
2683         }
2684
2685         return 0;
2686 }
2687
2688
2689 static void enable_cpucache (kmem_cache_t *cachep)
2690 {
2691         int err;
2692         int limit, shared;
2693
2694         /* The head array serves three purposes:
2695          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
2696          * - reduce the number of spinlock operations.
2697          * - reduce the number of linked list operations on the slab and 
2698          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
2699          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
2700          * Bonwick.
2701          */
2702         if (cachep->objsize > 131072)
2703                 limit = 1;
2704         else if (cachep->objsize > PAGE_SIZE)
2705                 limit = 8;
2706         else if (cachep->objsize > 1024)
2707                 limit = 24;
2708         else if (cachep->objsize > 256)
2709                 limit = 54;
2710         else
2711                 limit = 120;
2712
2713         /* Cpu bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
2714          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
2715          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
2716          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
2717          * replaces Bonwick's magazine layer.
2718          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
2719          * to a larger limit. Thus disabled by default.
2720          */
2721         shared = 0;
2722 #ifdef CONFIG_SMP
2723         if (cachep->objsize <= PAGE_SIZE)
2724                 shared = 8;
2725 #endif
2726
2727 #if DEBUG
2728         /* With debugging enabled, large batchcount lead to excessively
2729          * long periods with disabled local interrupts. Limit the 
2730          * batchcount
2731          */
2732         if (limit > 32)
2733                 limit = 32;
2734 #endif
2735         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit+1)/2, shared);
2736         if (err)
2737                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
2738                                         cachep->name, -err);
2739 }
2740
2741 static void drain_array_locked(kmem_cache_t *cachep,
2742                                 struct array_cache *ac, int force)
2743 {
2744         int tofree;
2745
2746         check_spinlock_acquired(cachep);
2747         if (ac->touched && !force) {
2748                 ac->touched = 0;
2749         } else if (ac->avail) {
2750                 tofree = force ? ac->avail : (ac->limit+4)/5;
2751                 if (tofree > ac->avail) {
2752                         tofree = (ac->avail+1)/2;
2753                 }
2754                 free_block(cachep, ac_entry(ac), tofree);
2755                 ac->avail -= tofree;
2756                 memmove(&ac_entry(ac)[0], &ac_entry(ac)[tofree],
2757                                         sizeof(void*)*ac->avail);
2758         }
2759 }
2760
2761 /**
2762  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
2763  *
2764  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
2765  * Purpose:
2766  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
2767  * - return freeable pages to the main free memory pool.
2768  *
2769  * If we cannot acquire the cache chain semaphore then just give up - we'll
2770  * try again on the next iteration.
2771  */
2772 static void cache_reap(void *unused)
2773 {
2774         struct list_head *walk;
2775
2776         if (down_trylock(&cache_chain_sem)) {
2777                 /* Give up. Setup the next iteration. */
2778                 schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC + smp_processor_id());
2779                 return;
2780         }
2781
2782         list_for_each(walk, &cache_chain) {
2783                 kmem_cache_t *searchp;
2784                 struct list_head* p;
2785                 int tofree;
2786                 struct slab *slabp;
2787
2788                 searchp = list_entry(walk, kmem_cache_t, next);
2789
2790                 if (searchp->flags & SLAB_NO_REAP)
2791                         goto next;
2792
2793                 check_irq_on();
2794
2795                 spin_lock_irq(&searchp->spinlock);
2796
2797                 drain_array_locked(searchp, ac_data(searchp), 0);
2798
2799                 if(time_after(searchp->lists.next_reap, jiffies))
2800                         goto next_unlock;
2801
2802                 searchp->lists.next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
2803
2804                 if (searchp->lists.shared)
2805                         drain_array_locked(searchp, searchp->lists.shared, 0);
2806
2807                 if (searchp->lists.free_touched) {
2808                         searchp->lists.free_touched = 0;
2809                         goto next_unlock;
2810                 }
2811
2812                 tofree = (searchp->free_limit+5*searchp->num-1)/(5*searchp->num);
2813                 do {
2814                         p = list3_data(searchp)->slabs_free.next;
2815                         if (p == &(list3_data(searchp)->slabs_free))
2816                                 break;
2817
2818                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2819                         BUG_ON(slabp->inuse);
2820                         list_del(&slabp->list);
2821                         STATS_INC_REAPED(searchp);
2822
2823                         /* Safe to drop the lock. The slab is no longer
2824                          * linked to the cache.
2825                          * searchp cannot disappear, we hold
2826                          * cache_chain_lock
2827                          */
2828                         searchp->lists.free_objects -= searchp->num;
2829                         spin_unlock_irq(&searchp->spinlock);
2830                         slab_destroy(searchp, slabp);
2831                         spin_lock_irq(&searchp->spinlock);
2832                 } while(--tofree > 0);
2833 next_unlock:
2834                 spin_unlock_irq(&searchp->spinlock);
2835 next:
2836                 cond_resched();
2837         }
2838         check_irq_on();
2839         up(&cache_chain_sem);
2840         /* Setup the next iteration */
2841         schedule_delayed_work(&__get_cpu_var(reap_work), REAPTIMEOUT_CPUC + smp_processor_id());
2842 }
2843
2844 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2845
2846 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2847 {
2848         loff_t n = *pos;
2849         struct list_head *p;
2850
2851         down(&cache_chain_sem);
2852         if (!n) {
2853                 /*
2854                  * Output format version, so at least we can change it
2855                  * without _too_ many complaints.
2856                  */
2857 #if STATS
2858                 seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
2859 #else
2860                 seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
2861 #endif
2862                 seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> <objperslab> <pagesperslab>");
2863                 seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
2864                 seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
2865 #if STATS
2866                 seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped>"
2867                                 " <error> <maxfreeable> <freelimit> <nodeallocs>");
2868                 seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
2869 #endif
2870                 seq_putc(m, '\n');
2871         }
2872         p = cache_chain.next;
2873         while (n--) {
2874                 p = p->next;
2875                 if (p == &cache_chain)
2876                         return NULL;
2877         }
2878         return list_entry(p, kmem_cache_t, next);
2879 }
2880
2881 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
2882 {
2883         kmem_cache_t *cachep = p;
2884         ++*pos;
2885         return cachep->next.next == &cache_chain ? NULL
2886                 : list_entry(cachep->next.next, kmem_cache_t, next);
2887 }
2888
2889 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
2890 {
2891         up(&cache_chain_sem);
2892 }
2893
2894 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
2895 {
2896         kmem_cache_t *cachep = p;
2897         struct list_head *q;
2898         struct slab     *slabp;
2899         unsigned long   active_objs;
2900         unsigned long   num_objs;
2901         unsigned long   active_slabs = 0;
2902         unsigned long   num_slabs;
2903         const char *name; 
2904         char *error = NULL;
2905
2906         check_irq_on();
2907         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2908         active_objs = 0;
2909         num_slabs = 0;
2910         list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_full) {
2911                 slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2912                 if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
2913                         error = "slabs_full accounting error";
2914                 active_objs += cachep->num;
2915                 active_slabs++;
2916         }
2917         list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_partial) {
2918                 slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2919                 if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
2920                         error = "slabs_partial inuse accounting error";
2921                 if (!slabp->inuse && !error)
2922                         error = "slabs_partial/inuse accounting error";
2923                 active_objs += slabp->inuse;
2924                 active_slabs++;
2925         }
2926         list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_free) {
2927                 slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2928                 if (slabp->inuse && !error)
2929                         error = "slabs_free/inuse accounting error";
2930                 num_slabs++;
2931         }
2932         num_slabs+=active_slabs;
2933         num_objs = num_slabs*cachep->num;
2934         if (num_objs - active_objs != cachep->lists.free_objects && !error)
2935                 error = "free_objects accounting error";
2936
2937         name = cachep->name; 
2938         if (error)
2939                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
2940
2941         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
2942                 name, active_objs, num_objs, cachep->objsize,
2943                 cachep->num, (1<<cachep->gfporder));
2944         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
2945                         cachep->limit, cachep->batchcount,
2946                         cachep->lists.shared->limit/cachep->batchcount);
2947         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6u",
2948                         active_slabs, num_slabs, cachep->lists.shared->avail);
2949 #if STATS
2950         {       /* list3 stats */
2951                 unsigned long high = cachep->high_mark;
2952                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
2953                 unsigned long grown = cachep->grown;
2954                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
2955                 unsigned long errors = cachep->errors;
2956                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
2957                 unsigned long free_limit = cachep->free_limit;
2958                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
2959
2960                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
2961                                 allocs, high, grown, reaped, errors, 
2962                                 max_freeable, free_limit, node_allocs);
2963         }
2964         /* cpu stats */
2965         {
2966                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
2967                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
2968                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
2969                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
2970
2971                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
2972                         allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
2973         }
2974 #endif
2975         seq_putc(m, '\n');
2976         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2977         return 0;
2978 }
2979
2980 /*
2981  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
2982  *
2983  * Output layout:
2984  * cache-name
2985  * num-active-objs
2986  * total-objs
2987  * object size
2988  * num-active-slabs
2989  * total-slabs
2990  * num-pages-per-slab
2991  * + further values on SMP and with statistics enabled
2992  */
2993
2994 struct seq_operations slabinfo_op = {
2995         .start  = s_start,
2996         .next   = s_next,
2997         .stop   = s_stop,
2998         .show   = s_show,
2999 };
3000
3001 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
3002 /**
3003  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
3004  * @file: unused
3005  * @buffer: user buffer
3006  * @count: data length
3007  * @ppos: unused
3008  */
3009 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
3010                                 size_t count, loff_t *ppos)
3011 {
3012         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE+1], *tmp;
3013         int limit, batchcount, shared, res;
3014         struct list_head *p;
3015         
3016         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
3017                 return -EINVAL;
3018         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
3019                 return -EFAULT;
3020         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0'; 
3021
3022         tmp = strchr(kbuf, ' ');
3023         if (!tmp)
3024                 return -EINVAL;
3025         *tmp = '\0';
3026         tmp++;
3027         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
3028                 return -EINVAL;
3029
3030         /* Find the cache in the chain of caches. */
3031         down(&cache_chain_sem);
3032         res = -EINVAL;
3033         list_for_each(p,&cache_chain) {
3034                 kmem_cache_t *cachep = list_entry(p, kmem_cache_t, next);
3035
3036                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
3037                         if (limit < 1 ||
3038                             batchcount < 1 ||
3039                             batchcount > limit ||
3040                             shared < 0) {
3041                                 res = -EINVAL;
3042                         } else {
3043                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared);
3044                         }
3045                         break;
3046                 }
3047         }
3048         up(&cache_chain_sem);
3049         if (res >= 0)
3050                 res = count;
3051         return res;
3052 }
3053 #endif
3054
3055 unsigned int ksize(const void *objp)
3056 {
3057         kmem_cache_t *c;
3058         unsigned long flags;
3059         unsigned int size = 0;
3060
3061         if (likely(objp != NULL)) {
3062                 local_irq_save(flags);
3063                 c = GET_PAGE_CACHE(virt_to_page(objp));
3064                 size = kmem_cache_size(c);
3065                 local_irq_restore(flags);
3066         }
3067
3068         return size;
3069 }