VServer 1.9.2 (patch-2.6.8.1-vs1.9.2.diff)
[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
95 #include        <asm/uaccess.h>
96 #include        <asm/cacheflush.h>
97 #include        <asm/tlbflush.h>
98
99 /*
100  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_DEBUG_INITIAL,
101  *                SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
102  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
103  *
104  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
105  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
106  *
107  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
108  */
109
110 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
111 #define DEBUG           1
112 #define STATS           1
113 #define FORCED_DEBUG    1
114 #else
115 #define DEBUG           0
116 #define STATS           0
117 #define FORCED_DEBUG    0
118 #endif
119
120
121 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
122 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
123
124 #ifndef cache_line_size
125 #define cache_line_size()       L1_CACHE_BYTES
126 #endif
127
128 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
129 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN 0
130 #endif
131
132 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
133 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
134 #endif
135
136 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
137 #if DEBUG
138 # define CREATE_MASK    (SLAB_DEBUG_INITIAL | SLAB_RED_ZONE | \
139                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
140                          SLAB_NO_REAP | SLAB_CACHE_DMA | \
141                          SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | SLAB_STORE_USER | \
142                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC)
143 #else
144 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | SLAB_NO_REAP | \
145                          SLAB_CACHE_DMA | SLAB_MUST_HWCACHE_ALIGN | \
146                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC)
147 #endif
148
149 /*
150  * kmem_bufctl_t:
151  *
152  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
153  * linked offsets.
154  *
155  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
156  * slab an object belongs to.
157  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
158  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
159  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
160  * that does not use off-slab slabs.
161  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
162  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
163  * to have too many per slab.
164  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
165  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
166  */
167
168 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
169 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
170 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
171
172 /* Max number of objs-per-slab for caches which use off-slab slabs.
173  * Needed to avoid a possible looping condition in cache_grow().
174  */
175 static unsigned long offslab_limit;
176
177 /*
178  * struct slab
179  *
180  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
181  * for a slab, or allocated from an general cache.
182  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
183  */
184 struct slab {
185         struct list_head        list;
186         unsigned long           colouroff;
187         void                    *s_mem;         /* including colour offset */
188         unsigned int            inuse;          /* num of objs active in slab */
189         kmem_bufctl_t           free;
190 };
191
192 /*
193  * struct array_cache
194  *
195  * Per cpu structures
196  * Purpose:
197  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
198  * - reduce the number of linked list operations
199  * - reduce spinlock operations
200  *
201  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
202  * footprint.
203  *
204  */
205 struct array_cache {
206         unsigned int avail;
207         unsigned int limit;
208         unsigned int batchcount;
209         unsigned int touched;
210 };
211
212 /* bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore,
213  * but the cpuarrays are allocated from the generic caches...
214  */
215 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
216 struct arraycache_init {
217         struct array_cache cache;
218         void * entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
219 };
220
221 /*
222  * The slab lists of all objects.
223  * Hopefully reduce the internal fragmentation
224  * NUMA: The spinlock could be moved from the kmem_cache_t
225  * into this structure, too. Figure out what causes
226  * fewer cross-node spinlock operations.
227  */
228 struct kmem_list3 {
229         struct list_head        slabs_partial;  /* partial list first, better asm code */
230         struct list_head        slabs_full;
231         struct list_head        slabs_free;
232         unsigned long   free_objects;
233         int             free_touched;
234         unsigned long   next_reap;
235         struct array_cache      *shared;
236 };
237
238 #define LIST3_INIT(parent) \
239         { \
240                 .slabs_full     = LIST_HEAD_INIT(parent.slabs_full), \
241                 .slabs_partial  = LIST_HEAD_INIT(parent.slabs_partial), \
242                 .slabs_free     = LIST_HEAD_INIT(parent.slabs_free) \
243         }
244 #define list3_data(cachep) \
245         (&(cachep)->lists)
246
247 /* NUMA: per-node */
248 #define list3_data_ptr(cachep, ptr) \
249                 list3_data(cachep)
250
251 /*
252  * kmem_cache_t
253  *
254  * manages a cache.
255  */
256         
257 struct kmem_cache_s {
258 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
259         struct array_cache      *array[NR_CPUS];
260         unsigned int            batchcount;
261         unsigned int            limit;
262 /* 2) touched by every alloc & free from the backend */
263         struct kmem_list3       lists;
264         /* NUMA: kmem_3list_t   *nodelists[MAX_NUMNODES] */
265         unsigned int            objsize;
266         unsigned int            flags;  /* constant flags */
267         unsigned int            num;    /* # of objs per slab */
268         unsigned int            free_limit; /* upper limit of objects in the lists */
269         spinlock_t              spinlock;
270
271 /* 3) cache_grow/shrink */
272         /* order of pgs per slab (2^n) */
273         unsigned int            gfporder;
274
275         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
276         unsigned int            gfpflags;
277
278         size_t                  colour;         /* cache colouring range */
279         unsigned int            colour_off;     /* colour offset */
280         unsigned int            colour_next;    /* cache colouring */
281         kmem_cache_t            *slabp_cache;
282         unsigned int            slab_size;
283         unsigned int            dflags;         /* dynamic flags */
284
285         /* constructor func */
286         void (*ctor)(void *, kmem_cache_t *, unsigned long);
287
288         /* de-constructor func */
289         void (*dtor)(void *, kmem_cache_t *, unsigned long);
290
291 /* 4) cache creation/removal */
292         const char              *name;
293         struct list_head        next;
294
295 /* 5) statistics */
296 #if STATS
297         unsigned long           num_active;
298         unsigned long           num_allocations;
299         unsigned long           high_mark;
300         unsigned long           grown;
301         unsigned long           reaped;
302         unsigned long           errors;
303         unsigned long           max_freeable;
304         atomic_t                allochit;
305         atomic_t                allocmiss;
306         atomic_t                freehit;
307         atomic_t                freemiss;
308 #endif
309 #if DEBUG
310         int                     dbghead;
311         int                     reallen;
312 #endif
313 };
314
315 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
316 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
317
318 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
319 /* Optimization question: fewer reaps means less 
320  * probability for unnessary cpucache drain/refill cycles.
321  *
322  * OTHO the cpuarrays can contain lots of objects,
323  * which could lock up otherwise freeable slabs.
324  */
325 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
326 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
327
328 #if STATS
329 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
330 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
331 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
332 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
333 #define STATS_INC_REAPED(x)     ((x)->reaped++)
334 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { if ((x)->num_active > (x)->high_mark) \
335                                         (x)->high_mark = (x)->num_active; \
336                                 } while (0)
337 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
338 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
339                                 do { if ((x)->max_freeable < i) \
340                                         (x)->max_freeable = i; \
341                                 } while (0)
342
343 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
344 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
345 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
346 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
347 #else
348 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
349 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
350 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
351 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
352 #define STATS_INC_REAPED(x)     do { } while (0)
353 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
354 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
355 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) \
356                                 do { } while (0)
357
358 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
359 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
360 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
361 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
362 #endif
363
364 #if DEBUG
365 /* Magic nums for obj red zoning.
366  * Placed in the first word before and the first word after an obj.
367  */
368 #define RED_INACTIVE    0x5A2CF071UL    /* when obj is inactive */
369 #define RED_ACTIVE      0x170FC2A5UL    /* when obj is active */
370
371 /* ...and for poisoning */
372 #define POISON_INUSE    0x5a    /* for use-uninitialised poisoning */
373 #define POISON_FREE     0x6b    /* for use-after-free poisoning */
374 #define POISON_END      0xa5    /* end-byte of poisoning */
375
376 /* memory layout of objects:
377  * 0            : objp
378  * 0 .. cachep->dbghead - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
379  *              the end of an object is aligned with the end of the real
380  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
381  * cachep->dbghead - BYTES_PER_WORD .. cachep->dbghead - 1:
382  *              redzone word.
383  * cachep->dbghead: The real object.
384  * cachep->objsize - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
385  * cachep->objsize - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address [BYTES_PER_WORD long]
386  */
387 static int obj_dbghead(kmem_cache_t *cachep)
388 {
389         return cachep->dbghead;
390 }
391
392 static int obj_reallen(kmem_cache_t *cachep)
393 {
394         return cachep->reallen;
395 }
396
397 static unsigned long *dbg_redzone1(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
398 {
399         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
400         return (unsigned long*) (objp+obj_dbghead(cachep)-BYTES_PER_WORD);
401 }
402
403 static unsigned long *dbg_redzone2(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
404 {
405         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
406         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
407                 return (unsigned long*) (objp+cachep->objsize-2*BYTES_PER_WORD);
408         return (unsigned long*) (objp+cachep->objsize-BYTES_PER_WORD);
409 }
410
411 static void **dbg_userword(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
412 {
413         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
414         return (void**)(objp+cachep->objsize-BYTES_PER_WORD);
415 }
416
417 #else
418
419 #define obj_dbghead(x)                  0
420 #define obj_reallen(cachep)             (cachep->objsize)
421 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
422 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long *)NULL;})
423 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
424
425 #endif
426
427 /*
428  * Maximum size of an obj (in 2^order pages)
429  * and absolute limit for the gfp order.
430  */
431 #if defined(CONFIG_LARGE_ALLOCS)
432 #define MAX_OBJ_ORDER   13      /* up to 32Mb */
433 #define MAX_GFP_ORDER   13      /* up to 32Mb */
434 #elif defined(CONFIG_MMU)
435 #define MAX_OBJ_ORDER   5       /* 32 pages */
436 #define MAX_GFP_ORDER   5       /* 32 pages */
437 #else
438 #define MAX_OBJ_ORDER   8       /* up to 1Mb */
439 #define MAX_GFP_ORDER   8       /* up to 1Mb */
440 #endif
441
442 /*
443  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
444  */
445 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
446 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
447 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
448
449 /* Macros for storing/retrieving the cachep and or slab from the
450  * global 'mem_map'. These are used to find the slab an obj belongs to.
451  * With kfree(), these are used to find the cache which an obj belongs to.
452  */
453 #define SET_PAGE_CACHE(pg,x)  ((pg)->lru.next = (struct list_head *)(x))
454 #define GET_PAGE_CACHE(pg)    ((kmem_cache_t *)(pg)->lru.next)
455 #define SET_PAGE_SLAB(pg,x)   ((pg)->lru.prev = (struct list_head *)(x))
456 #define GET_PAGE_SLAB(pg)     ((struct slab *)(pg)->lru.prev)
457
458 /* These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes. */
459 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
460 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
461 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
462         { 0, }
463 #undef CACHE
464 };
465
466 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
467
468 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
469 struct cache_names {
470         char *name;
471         char *name_dma;
472 };
473
474 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
475 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
476 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
477         { NULL, }
478 #undef CACHE
479 };
480
481 struct arraycache_init initarray_cache __initdata = { { 0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
482 struct arraycache_init initarray_generic __initdata = { { 0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
483
484 /* internal cache of cache description objs */
485 static kmem_cache_t cache_cache = {
486         .lists          = LIST3_INIT(cache_cache.lists),
487         .batchcount     = 1,
488         .limit          = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
489         .objsize        = sizeof(kmem_cache_t),
490         .flags          = SLAB_NO_REAP,
491         .spinlock       = SPIN_LOCK_UNLOCKED,
492         .name           = "kmem_cache",
493 #if DEBUG
494         .reallen        = sizeof(kmem_cache_t),
495 #endif
496 };
497
498 /* Guard access to the cache-chain. */
499 static struct semaphore cache_chain_sem;
500
501 struct list_head cache_chain;
502
503 /*
504  * vm_enough_memory() looks at this to determine how many
505  * slab-allocated pages are possibly freeable under pressure
506  *
507  * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT turns this on per-slab
508  */
509 atomic_t slab_reclaim_pages;
510 EXPORT_SYMBOL(slab_reclaim_pages);
511
512 /*
513  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
514  * until the general caches are up.
515  */
516 enum {
517         NONE,
518         PARTIAL,
519         FULL
520 } g_cpucache_up;
521
522 static DEFINE_PER_CPU(struct timer_list, reap_timers);
523
524 static void reap_timer_fnc(unsigned long data);
525 static void free_block(kmem_cache_t* cachep, void** objpp, int len);
526 static void enable_cpucache (kmem_cache_t *cachep);
527
528 static inline void ** ac_entry(struct array_cache *ac)
529 {
530         return (void**)(ac+1);
531 }
532
533 static inline struct array_cache *ac_data(kmem_cache_t *cachep)
534 {
535         return cachep->array[smp_processor_id()];
536 }
537
538 /* Cal the num objs, wastage, and bytes left over for a given slab size. */
539 static void cache_estimate (unsigned long gfporder, size_t size, size_t align,
540                  int flags, size_t *left_over, unsigned int *num)
541 {
542         int i;
543         size_t wastage = PAGE_SIZE<<gfporder;
544         size_t extra = 0;
545         size_t base = 0;
546
547         if (!(flags & CFLGS_OFF_SLAB)) {
548                 base = sizeof(struct slab);
549                 extra = sizeof(kmem_bufctl_t);
550         }
551         i = 0;
552         while (i*size + ALIGN(base+i*extra, align) <= wastage)
553                 i++;
554         if (i > 0)
555                 i--;
556
557         if (i > SLAB_LIMIT)
558                 i = SLAB_LIMIT;
559
560         *num = i;
561         wastage -= i*size;
562         wastage -= ALIGN(base+i*extra, align);
563         *left_over = wastage;
564 }
565
566 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__FUNCTION__, cachep, msg)
567
568 static void __slab_error(const char *function, kmem_cache_t *cachep, char *msg)
569 {
570         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
571                 function, cachep->name, msg);
572         dump_stack();
573 }
574
575 /*
576  * Start the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz.
577  * Add the CPU number into the expiry time to minimize the possibility of the
578  * CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain lock.
579  */
580 static void __devinit start_cpu_timer(int cpu)
581 {
582         struct timer_list *rt = &per_cpu(reap_timers, cpu);
583
584         if (rt->function == NULL) {
585                 init_timer(rt);
586                 rt->expires = jiffies + HZ + 3*cpu;
587                 rt->data = cpu;
588                 rt->function = reap_timer_fnc;
589                 add_timer_on(rt, cpu);
590         }
591 }
592
593 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
594 static void stop_cpu_timer(int cpu)
595 {
596         struct timer_list *rt = &per_cpu(reap_timers, cpu);
597
598         if (rt->function) {
599                 del_timer_sync(rt);
600                 WARN_ON(timer_pending(rt));
601                 rt->function = NULL;
602         }
603 }
604 #endif
605
606 static struct array_cache *alloc_arraycache(int cpu, int entries, int batchcount)
607 {
608         int memsize = sizeof(void*)*entries+sizeof(struct array_cache);
609         struct array_cache *nc = NULL;
610
611         if (cpu != -1) {
612                 nc = kmem_cache_alloc_node(kmem_find_general_cachep(memsize,
613                                         GFP_KERNEL), cpu_to_node(cpu));
614         }
615         if (!nc)
616                 nc = kmalloc(memsize, GFP_KERNEL);
617         if (nc) {
618                 nc->avail = 0;
619                 nc->limit = entries;
620                 nc->batchcount = batchcount;
621                 nc->touched = 0;
622         }
623         return nc;
624 }
625
626 static int __devinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
627                                   unsigned long action,
628                                   void *hcpu)
629 {
630         long cpu = (long)hcpu;
631         kmem_cache_t* cachep;
632
633         switch (action) {
634         case CPU_UP_PREPARE:
635                 down(&cache_chain_sem);
636                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
637                         struct array_cache *nc;
638
639                         nc = alloc_arraycache(cpu, cachep->limit, cachep->batchcount);
640                         if (!nc)
641                                 goto bad;
642
643                         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
644                         cachep->array[cpu] = nc;
645                         cachep->free_limit = (1+num_online_cpus())*cachep->batchcount
646                                                 + cachep->num;
647                         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
648
649                 }
650                 up(&cache_chain_sem);
651                 break;
652         case CPU_ONLINE:
653                 start_cpu_timer(cpu);
654                 break;
655 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
656         case CPU_DEAD:
657                 stop_cpu_timer(cpu);
658                 /* fall thru */
659         case CPU_UP_CANCELED:
660                 down(&cache_chain_sem);
661
662                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
663                         struct array_cache *nc;
664
665                         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
666                         /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
667                         nc = cachep->array[cpu];
668                         cachep->array[cpu] = NULL;
669                         cachep->free_limit -= cachep->batchcount;
670                         free_block(cachep, ac_entry(nc), nc->avail);
671                         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
672                         kfree(nc);
673                 }
674                 up(&cache_chain_sem);
675                 break;
676 #endif
677         }
678         return NOTIFY_OK;
679 bad:
680         up(&cache_chain_sem);
681         return NOTIFY_BAD;
682 }
683
684 static struct notifier_block cpucache_notifier = { &cpuup_callback, NULL, 0 };
685
686 /* Initialisation.
687  * Called after the gfp() functions have been enabled, and before smp_init().
688  */
689 void __init kmem_cache_init(void)
690 {
691         size_t left_over;
692         struct cache_sizes *sizes;
693         struct cache_names *names;
694
695         /*
696          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
697          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
698          */
699         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
700                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
701
702         
703         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
704          * from caches that do not exist yet:
705          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the kmem_cache_t
706          *    structures of all caches, except cache_cache itself: cache_cache
707          *    is statically allocated.
708          *    Initially an __init data area is used for the head array, it's
709          *    replaced with a kmalloc allocated array at the end of the bootstrap.
710          * 2) Create the first kmalloc cache.
711          *    The kmem_cache_t for the new cache is allocated normally. An __init
712          *    data area is used for the head array.
713          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized head arrays.
714          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
715          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
716          * 5) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
717          */
718
719         /* 1) create the cache_cache */
720         init_MUTEX(&cache_chain_sem);
721         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
722         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
723         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
724         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
725
726         cache_cache.objsize = ALIGN(cache_cache.objsize, cache_line_size());
727
728         cache_estimate(0, cache_cache.objsize, cache_line_size(), 0,
729                                 &left_over, &cache_cache.num);
730         if (!cache_cache.num)
731                 BUG();
732
733         cache_cache.colour = left_over/cache_cache.colour_off;
734         cache_cache.colour_next = 0;
735         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num*sizeof(kmem_bufctl_t) +
736                                 sizeof(struct slab), cache_line_size());
737
738         /* 2+3) create the kmalloc caches */
739         sizes = malloc_sizes;
740         names = cache_names;
741
742         while (sizes->cs_size) {
743                 /* For performance, all the general caches are L1 aligned.
744                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
745                  * eliminates "false sharing".
746                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
747                  * allow tighter packing of the smaller caches. */
748                 sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
749                         sizes->cs_size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
750                         (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_PANIC), NULL, NULL);
751
752                 /* Inc off-slab bufctl limit until the ceiling is hit. */
753                 if (!(OFF_SLAB(sizes->cs_cachep))) {
754                         offslab_limit = sizes->cs_size-sizeof(struct slab);
755                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
756                 }
757
758                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(names->name_dma,
759                         sizes->cs_size, ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
760                         (ARCH_KMALLOC_FLAGS | SLAB_CACHE_DMA | SLAB_PANIC),
761                         NULL, NULL);
762
763                 sizes++;
764                 names++;
765         }
766         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
767         {
768                 void * ptr;
769                 
770                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
771                 local_irq_disable();
772                 BUG_ON(ac_data(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
773                 memcpy(ptr, ac_data(&cache_cache), sizeof(struct arraycache_init));
774                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
775                 local_irq_enable();
776         
777                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_KERNEL);
778                 local_irq_disable();
779                 BUG_ON(ac_data(malloc_sizes[0].cs_cachep) != &initarray_generic.cache);
780                 memcpy(ptr, ac_data(malloc_sizes[0].cs_cachep),
781                                 sizeof(struct arraycache_init));
782                 malloc_sizes[0].cs_cachep->array[smp_processor_id()] = ptr;
783                 local_irq_enable();
784         }
785
786         /* 5) resize the head arrays to their final sizes */
787         {
788                 kmem_cache_t *cachep;
789                 down(&cache_chain_sem);
790                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
791                         enable_cpucache(cachep);
792                 up(&cache_chain_sem);
793         }
794
795         /* Done! */
796         g_cpucache_up = FULL;
797
798         /* Register a cpu startup notifier callback
799          * that initializes ac_data for all new cpus
800          */
801         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
802         
803
804         /* The reap timers are started later, with a module init call:
805          * That part of the kernel is not yet operational.
806          */
807 }
808
809 int __init cpucache_init(void)
810 {
811         int cpu;
812
813         /* 
814          * Register the timers that return unneeded
815          * pages to gfp.
816          */
817         for (cpu = 0; cpu < NR_CPUS; cpu++) {
818                 if (cpu_online(cpu))
819                         start_cpu_timer(cpu);
820         }
821
822         return 0;
823 }
824
825 __initcall(cpucache_init);
826
827 /*
828  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
829  *
830  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
831  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
832  * would be relatively rare and ignorable.
833  */
834 static void *kmem_getpages(kmem_cache_t *cachep, int flags, int nodeid)
835 {
836         struct page *page;
837         void *addr;
838         int i;
839
840         flags |= cachep->gfpflags;
841         if (likely(nodeid == -1)) {
842                 addr = (void*)__get_free_pages(flags, cachep->gfporder);
843                 if (!addr)
844                         return NULL;
845                 page = virt_to_page(addr);
846         } else {
847                 page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
848                 if (!page)
849                         return NULL;
850                 addr = page_address(page);
851         }
852
853         i = (1 << cachep->gfporder);
854         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
855                 atomic_add(i, &slab_reclaim_pages);
856         add_page_state(nr_slab, i);
857         while (i--) {
858                 SetPageSlab(page);
859                 page++;
860         }
861         return addr;
862 }
863
864 /*
865  * Interface to system's page release.
866  */
867 static void kmem_freepages(kmem_cache_t *cachep, void *addr)
868 {
869         unsigned long i = (1<<cachep->gfporder);
870         struct page *page = virt_to_page(addr);
871         const unsigned long nr_freed = i;
872
873         while (i--) {
874                 if (!TestClearPageSlab(page))
875                         BUG();
876                 page++;
877         }
878         sub_page_state(nr_slab, nr_freed);
879         if (current->reclaim_state)
880                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
881         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
882         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) 
883                 atomic_sub(1<<cachep->gfporder, &slab_reclaim_pages);
884 }
885
886 #if DEBUG
887
888 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
889 static void store_stackinfo(kmem_cache_t *cachep, unsigned long *addr, unsigned long caller)
890 {
891         int size = obj_reallen(cachep);
892
893         addr = (unsigned long *)&((char*)addr)[obj_dbghead(cachep)];
894
895         if (size < 5*sizeof(unsigned long))
896                 return;
897
898         *addr++=0x12345678;
899         *addr++=caller;
900         *addr++=smp_processor_id();
901         size -= 3*sizeof(unsigned long);
902         {
903                 unsigned long *sptr = &caller;
904                 unsigned long svalue;
905
906                 while (!kstack_end(sptr)) {
907                         svalue = *sptr++;
908                         if (kernel_text_address(svalue)) {
909                                 *addr++=svalue;
910                                 size -= sizeof(unsigned long);
911                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
912                                         break;
913                         }
914                 }
915
916         }
917         *addr++=0x87654321;
918 }
919 #endif
920
921 static void poison_obj(kmem_cache_t *cachep, void *addr, unsigned char val)
922 {
923         int size = obj_reallen(cachep);
924         addr = &((char*)addr)[obj_dbghead(cachep)];
925
926         memset(addr, val, size);
927         *(unsigned char *)(addr+size-1) = POISON_END;
928 }
929
930 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
931 {
932         int i;
933         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
934         for (i=0;i<limit;i++) {
935                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset+i]);
936         }
937         printk("\n");
938 }
939 #endif
940
941 static void print_objinfo(kmem_cache_t *cachep, void *objp, int lines)
942 {
943 #if DEBUG
944         int i, size;
945         char *realobj;
946
947         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
948                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%lx/0x%lx.\n",
949                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
950                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
951         }
952
953         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
954                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]", *dbg_userword(cachep, objp));
955                 print_symbol("(%s)", (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
956                 printk("\n");
957         }
958         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
959         size = obj_reallen(cachep);
960         for (i=0; i<size && lines;i+=16, lines--) {
961                 int limit;
962                 limit = 16;
963                 if (i+limit > size)
964                         limit = size-i;
965                 dump_line(realobj, i, limit);
966         }
967 #endif
968 }
969
970 #if DEBUG
971
972 static void check_poison_obj(kmem_cache_t *cachep, void *objp)
973 {
974         char *realobj;
975         int size, i;
976         int lines = 0;
977
978         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
979         size = obj_reallen(cachep);
980
981         for (i=0;i<size;i++) {
982                 char exp = POISON_FREE;
983                 if (i == size-1)
984                         exp = POISON_END;
985                 if (realobj[i] != exp) {
986                         int limit;
987                         /* Mismatch ! */
988                         /* Print header */
989                         if (lines == 0) {
990                                 printk(KERN_ERR "Slab corruption: start=%p, len=%d\n",
991                                                 realobj, size);
992                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
993                         }
994                         /* Hexdump the affected line */
995                         i = (i/16)*16;
996                         limit = 16;
997                         if (i+limit > size)
998                                 limit = size-i;
999                         dump_line(realobj, i, limit);
1000                         i += 16;
1001                         lines++;
1002                         /* Limit to 5 lines */
1003                         if (lines > 5)
1004                                 break;
1005                 }
1006         }
1007         if (lines != 0) {
1008                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1009                  * exist:
1010                  */
1011                 struct slab *slabp = GET_PAGE_SLAB(virt_to_page(objp));
1012                 int objnr;
1013
1014                 objnr = (objp-slabp->s_mem)/cachep->objsize;
1015                 if (objnr) {
1016                         objp = slabp->s_mem+(objnr-1)*cachep->objsize;
1017                         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1018                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1019                                                 realobj, size);
1020                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1021                 }
1022                 if (objnr+1 < cachep->num) {
1023                         objp = slabp->s_mem+(objnr+1)*cachep->objsize;
1024                         realobj = (char*)objp+obj_dbghead(cachep);
1025                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1026                                                 realobj, size);
1027                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1028                 }
1029         }
1030 }
1031 #endif
1032
1033 /* Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1034  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.
1035  * The cache-lock is not held/needed.
1036  */
1037 static void slab_destroy (kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp)
1038 {
1039 #if DEBUG
1040         int i;
1041         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1042                 void *objp = slabp->s_mem + cachep->objsize * i;
1043
1044                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1045 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1046                         if ((cachep->objsize%PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep))
1047                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE,1);
1048                         else
1049                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1050 #else
1051                         check_poison_obj(cachep, objp);
1052 #endif
1053                 }
1054                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1055                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1056                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1057                                                         "was overwritten");
1058                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1059                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1060                                                         "was overwritten");
1061                 }
1062                 if (cachep->dtor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1063                         (cachep->dtor)(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, 0);
1064         }
1065 #else
1066         if (cachep->dtor) {
1067                 int i;
1068                 for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1069                         void* objp = slabp->s_mem+cachep->objsize*i;
1070                         (cachep->dtor)(objp, cachep, 0);
1071                 }
1072         }
1073 #endif
1074         
1075         kmem_freepages(cachep, slabp->s_mem-slabp->colouroff);
1076         if (OFF_SLAB(cachep))
1077                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1078 }
1079
1080 /**
1081  * kmem_cache_create - Create a cache.
1082  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
1083  * @size: The size of objects to be created in this cache.
1084  * @align: The required alignment for the objects.
1085  * @flags: SLAB flags
1086  * @ctor: A constructor for the objects.
1087  * @dtor: A destructor for the objects.
1088  *
1089  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1090  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1091  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache
1092  * and the @dtor is run before the pages are handed back.
1093  *
1094  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
1095  * the module calling this has to destroy the cache before getting 
1096  * unloaded.
1097  * 
1098  * The flags are
1099  *
1100  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
1101  * to catch references to uninitialised memory.
1102  *
1103  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
1104  * for buffer overruns.
1105  *
1106  * %SLAB_NO_REAP - Don't automatically reap this cache when we're under
1107  * memory pressure.
1108  *
1109  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
1110  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
1111  * as davem.
1112  */
1113 kmem_cache_t *
1114 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
1115         unsigned long flags, void (*ctor)(void*, kmem_cache_t *, unsigned long),
1116         void (*dtor)(void*, kmem_cache_t *, unsigned long))
1117 {
1118         size_t left_over, slab_size;
1119         kmem_cache_t *cachep = NULL;
1120
1121         /*
1122          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
1123          */
1124         if ((!name) ||
1125                 in_interrupt() ||
1126                 (size < BYTES_PER_WORD) ||
1127                 (size > (1<<MAX_OBJ_ORDER)*PAGE_SIZE) ||
1128                 (dtor && !ctor)) {
1129                         printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n",
1130                                         __FUNCTION__, name);
1131                         BUG();
1132                 }
1133
1134 #if DEBUG
1135         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
1136         if ((flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) && !ctor) {
1137                 /* No constructor, but inital state check requested */
1138                 printk(KERN_ERR "%s: No con, but init state check "
1139                                 "requested - %s\n", __FUNCTION__, name);
1140                 flags &= ~SLAB_DEBUG_INITIAL;
1141         }
1142
1143 #if FORCED_DEBUG
1144         /*
1145          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
1146          * large objects, if the increased size would increase the object size
1147          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
1148          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
1149          */
1150         if ((size < 4096 || fls(size-1) == fls(size-1+3*BYTES_PER_WORD)))
1151                 flags |= SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER;
1152         flags |= SLAB_POISON;
1153 #endif
1154 #endif
1155         /*
1156          * Always checks flags, a caller might be expecting debug
1157          * support which isn't available.
1158          */
1159         if (flags & ~CREATE_MASK)
1160                 BUG();
1161
1162         if (align) {
1163                 /* combinations of forced alignment and advanced debugging is
1164                  * not yet implemented.
1165                  */
1166                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE|SLAB_STORE_USER);
1167         } else {
1168                 if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
1169                         /* Default alignment: as specified by the arch code.
1170                          * Except if an object is really small, then squeeze multiple
1171                          * into one cacheline.
1172                          */
1173                         align = cache_line_size();
1174                         while (size <= align/2)
1175                                 align /= 2;
1176                 } else {
1177                         align = BYTES_PER_WORD;
1178                 }
1179         }
1180
1181         /* Get cache's description obj. */
1182         cachep = (kmem_cache_t *) kmem_cache_alloc(&cache_cache, SLAB_KERNEL);
1183         if (!cachep)
1184                 goto opps;
1185         memset(cachep, 0, sizeof(kmem_cache_t));
1186
1187         /* Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
1188          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
1189          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
1190          */
1191         if (size & (BYTES_PER_WORD-1)) {
1192                 size += (BYTES_PER_WORD-1);
1193                 size &= ~(BYTES_PER_WORD-1);
1194         }
1195         
1196 #if DEBUG
1197         cachep->reallen = size;
1198
1199         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
1200                 /* redzoning only works with word aligned caches */
1201                 align = BYTES_PER_WORD;
1202
1203                 /* add space for red zone words */
1204                 cachep->dbghead += BYTES_PER_WORD;
1205                 size += 2*BYTES_PER_WORD;
1206         }
1207         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
1208                 /* user store requires word alignment and
1209                  * one word storage behind the end of the real
1210                  * object.
1211                  */
1212                 align = BYTES_PER_WORD;
1213                 size += BYTES_PER_WORD;
1214         }
1215 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
1216         if (size > 128 && cachep->reallen > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
1217                 cachep->dbghead += PAGE_SIZE - size;
1218                 size = PAGE_SIZE;
1219         }
1220 #endif
1221 #endif
1222
1223         /* Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab. */
1224         if (size >= (PAGE_SIZE>>3))
1225                 /*
1226                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
1227                  * off-slab (should allow better packing of objs).
1228                  */
1229                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
1230
1231         size = ALIGN(size, align);
1232
1233         if ((flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT) && size <= PAGE_SIZE) {
1234                 /*
1235                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1236                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1237                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1238                  */
1239                 cachep->gfporder = 0;
1240                 cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1241                                         &left_over, &cachep->num);
1242         } else {
1243                 /*
1244                  * Calculate size (in pages) of slabs, and the num of objs per
1245                  * slab.  This could be made much more intelligent.  For now,
1246                  * try to avoid using high page-orders for slabs.  When the
1247                  * gfp() funcs are more friendly towards high-order requests,
1248                  * this should be changed.
1249                  */
1250                 do {
1251                         unsigned int break_flag = 0;
1252 cal_wastage:
1253                         cache_estimate(cachep->gfporder, size, align, flags,
1254                                                 &left_over, &cachep->num);
1255                         if (break_flag)
1256                                 break;
1257                         if (cachep->gfporder >= MAX_GFP_ORDER)
1258                                 break;
1259                         if (!cachep->num)
1260                                 goto next;
1261                         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB &&
1262                                         cachep->num > offslab_limit) {
1263                                 /* This num of objs will cause problems. */
1264                                 cachep->gfporder--;
1265                                 break_flag++;
1266                                 goto cal_wastage;
1267                         }
1268
1269                         /*
1270                          * Large num of objs is good, but v. large slabs are
1271                          * currently bad for the gfp()s.
1272                          */
1273                         if (cachep->gfporder >= slab_break_gfp_order)
1274                                 break;
1275
1276                         if ((left_over*8) <= (PAGE_SIZE<<cachep->gfporder))
1277                                 break;  /* Acceptable internal fragmentation. */
1278 next:
1279                         cachep->gfporder++;
1280                 } while (1);
1281         }
1282
1283         if (!cachep->num) {
1284                 printk("kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
1285                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1286                 cachep = NULL;
1287                 goto opps;
1288         }
1289         slab_size = ALIGN(cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t)
1290                                 + sizeof(struct slab), align);
1291
1292         /*
1293          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1294          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1295          */
1296         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
1297                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
1298                 left_over -= slab_size;
1299         }
1300
1301         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1302                 /* really off slab. No need for manual alignment */
1303                 slab_size = cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t)+sizeof(struct slab);
1304         }
1305
1306         cachep->colour_off = cache_line_size();
1307         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
1308         if (cachep->colour_off < align)
1309                 cachep->colour_off = align;
1310         cachep->colour = left_over/cachep->colour_off;
1311         cachep->slab_size = slab_size;
1312         cachep->flags = flags;
1313         cachep->gfpflags = 0;
1314         if (flags & SLAB_CACHE_DMA)
1315                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
1316         spin_lock_init(&cachep->spinlock);
1317         cachep->objsize = size;
1318         /* NUMA */
1319         INIT_LIST_HEAD(&cachep->lists.slabs_full);
1320         INIT_LIST_HEAD(&cachep->lists.slabs_partial);
1321         INIT_LIST_HEAD(&cachep->lists.slabs_free);
1322
1323         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB)
1324                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size,0);
1325         cachep->ctor = ctor;
1326         cachep->dtor = dtor;
1327         cachep->name = name;
1328
1329         /* Don't let CPUs to come and go */
1330         lock_cpu_hotplug();
1331
1332         if (g_cpucache_up == FULL) {
1333                 enable_cpucache(cachep);
1334         } else {
1335                 if (g_cpucache_up == NONE) {
1336                         /* Note: the first kmem_cache_create must create
1337                          * the cache that's used by kmalloc(24), otherwise
1338                          * the creation of further caches will BUG().
1339                          */
1340                         cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
1341                         g_cpucache_up = PARTIAL;
1342                 } else {
1343                         cachep->array[smp_processor_id()] = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init),GFP_KERNEL);
1344                 }
1345                 BUG_ON(!ac_data(cachep));
1346                 ac_data(cachep)->avail = 0;
1347                 ac_data(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1348                 ac_data(cachep)->batchcount = 1;
1349                 ac_data(cachep)->touched = 0;
1350                 cachep->batchcount = 1;
1351                 cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1352                 cachep->free_limit = (1+num_online_cpus())*cachep->batchcount
1353                                         + cachep->num;
1354         } 
1355
1356         cachep->lists.next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1357                                         ((unsigned long)cachep)%REAPTIMEOUT_LIST3;
1358
1359         /* Need the semaphore to access the chain. */
1360         down(&cache_chain_sem);
1361         {
1362                 struct list_head *p;
1363                 mm_segment_t old_fs;
1364
1365                 old_fs = get_fs();
1366                 set_fs(KERNEL_DS);
1367                 list_for_each(p, &cache_chain) {
1368                         kmem_cache_t *pc = list_entry(p, kmem_cache_t, next);
1369                         char tmp;
1370                         /* This happens when the module gets unloaded and doesn't
1371                            destroy its slab cache and noone else reuses the vmalloc
1372                            area of the module. Print a warning. */
1373                         if (__get_user(tmp,pc->name)) { 
1374                                 printk("SLAB: cache with size %d has lost its name\n", 
1375                                         pc->objsize); 
1376                                 continue; 
1377                         }       
1378                         if (!strcmp(pc->name,name)) { 
1379                                 printk("kmem_cache_create: duplicate cache %s\n",name); 
1380                                 up(&cache_chain_sem); 
1381                                 unlock_cpu_hotplug();
1382                                 BUG(); 
1383                         }       
1384                 }
1385                 set_fs(old_fs);
1386         }
1387
1388         /* cache setup completed, link it into the list */
1389         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
1390         up(&cache_chain_sem);
1391         unlock_cpu_hotplug();
1392 opps:
1393         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
1394                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
1395                         name);
1396         return cachep;
1397 }
1398 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
1399
1400 #if DEBUG
1401 static void check_irq_off(void)
1402 {
1403         BUG_ON(!irqs_disabled());
1404 }
1405
1406 static void check_irq_on(void)
1407 {
1408         BUG_ON(irqs_disabled());
1409 }
1410
1411 static void check_spinlock_acquired(kmem_cache_t *cachep)
1412 {
1413 #ifdef CONFIG_SMP
1414         check_irq_off();
1415         BUG_ON(spin_trylock(&cachep->spinlock));
1416 #endif
1417 }
1418 #else
1419 #define check_irq_off() do { } while(0)
1420 #define check_irq_on()  do { } while(0)
1421 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
1422 #endif
1423
1424 /*
1425  * Waits for all CPUs to execute func().
1426  */
1427 static void smp_call_function_all_cpus(void (*func) (void *arg), void *arg)
1428 {
1429         check_irq_on();
1430         preempt_disable();
1431
1432         local_irq_disable();
1433         func(arg);
1434         local_irq_enable();
1435
1436         if (smp_call_function(func, arg, 1, 1))
1437                 BUG();
1438
1439         preempt_enable();
1440 }
1441
1442 static void drain_array_locked(kmem_cache_t* cachep,
1443                                 struct array_cache *ac, int force);
1444
1445 static void do_drain(void *arg)
1446 {
1447         kmem_cache_t *cachep = (kmem_cache_t*)arg;
1448         struct array_cache *ac;
1449
1450         check_irq_off();
1451         ac = ac_data(cachep);
1452         spin_lock(&cachep->spinlock);
1453         free_block(cachep, &ac_entry(ac)[0], ac->avail);
1454         spin_unlock(&cachep->spinlock);
1455         ac->avail = 0;
1456 }
1457
1458 static void drain_cpu_caches(kmem_cache_t *cachep)
1459 {
1460         smp_call_function_all_cpus(do_drain, cachep);
1461         check_irq_on();
1462         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1463         if (cachep->lists.shared)
1464                 drain_array_locked(cachep, cachep->lists.shared, 1);
1465         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1466 }
1467
1468
1469 /* NUMA shrink all list3s */
1470 static int __cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
1471 {
1472         struct slab *slabp;
1473         int ret;
1474
1475         drain_cpu_caches(cachep);
1476
1477         check_irq_on();
1478         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1479
1480         for(;;) {
1481                 struct list_head *p;
1482
1483                 p = cachep->lists.slabs_free.prev;
1484                 if (p == &cachep->lists.slabs_free)
1485                         break;
1486
1487                 slabp = list_entry(cachep->lists.slabs_free.prev, struct slab, list);
1488 #if DEBUG
1489                 if (slabp->inuse)
1490                         BUG();
1491 #endif
1492                 list_del(&slabp->list);
1493
1494                 cachep->lists.free_objects -= cachep->num;
1495                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1496                 slab_destroy(cachep, slabp);
1497                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
1498         }
1499         ret = !list_empty(&cachep->lists.slabs_full) ||
1500                 !list_empty(&cachep->lists.slabs_partial);
1501         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
1502         return ret;
1503 }
1504
1505 /**
1506  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
1507  * @cachep: The cache to shrink.
1508  *
1509  * Releases as many slabs as possible for a cache.
1510  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
1511  */
1512 int kmem_cache_shrink(kmem_cache_t *cachep)
1513 {
1514         if (!cachep || in_interrupt())
1515                 BUG();
1516
1517         return __cache_shrink(cachep);
1518 }
1519
1520 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
1521
1522 /**
1523  * kmem_cache_destroy - delete a cache
1524  * @cachep: the cache to destroy
1525  *
1526  * Remove a kmem_cache_t object from the slab cache.
1527  * Returns 0 on success.
1528  *
1529  * It is expected this function will be called by a module when it is
1530  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
1531  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
1532  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
1533  *
1534  * The cache must be empty before calling this function.
1535  *
1536  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
1537  * during the kmem_cache_destroy().
1538  */
1539 int kmem_cache_destroy (kmem_cache_t * cachep)
1540 {
1541         int i;
1542
1543         if (!cachep || in_interrupt())
1544                 BUG();
1545
1546         /* Don't let CPUs to come and go */
1547         lock_cpu_hotplug();
1548
1549         /* Find the cache in the chain of caches. */
1550         down(&cache_chain_sem);
1551         /*
1552          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
1553          */
1554         list_del(&cachep->next);
1555         up(&cache_chain_sem);
1556
1557         if (__cache_shrink(cachep)) {
1558                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
1559                 down(&cache_chain_sem);
1560                 list_add(&cachep->next,&cache_chain);
1561                 up(&cache_chain_sem);
1562                 unlock_cpu_hotplug();
1563                 return 1;
1564         }
1565
1566         /* no cpu_online check required here since we clear the percpu
1567          * array on cpu offline and set this to NULL.
1568          */
1569         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++)
1570                 kfree(cachep->array[i]);
1571
1572         /* NUMA: free the list3 structures */
1573         kfree(cachep->lists.shared);
1574         cachep->lists.shared = NULL;
1575         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1576
1577         unlock_cpu_hotplug();
1578
1579         return 0;
1580 }
1581
1582 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
1583
1584 /* Get the memory for a slab management obj. */
1585 static struct slab* alloc_slabmgmt (kmem_cache_t *cachep,
1586                         void *objp, int colour_off, int local_flags)
1587 {
1588         struct slab *slabp;
1589         
1590         if (OFF_SLAB(cachep)) {
1591                 /* Slab management obj is off-slab. */
1592                 slabp = kmem_cache_alloc(cachep->slabp_cache, local_flags);
1593                 if (!slabp)
1594                         return NULL;
1595         } else {
1596                 slabp = objp+colour_off;
1597                 colour_off += cachep->slab_size;
1598         }
1599         slabp->inuse = 0;
1600         slabp->colouroff = colour_off;
1601         slabp->s_mem = objp+colour_off;
1602
1603         return slabp;
1604 }
1605
1606 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
1607 {
1608         return (kmem_bufctl_t *)(slabp+1);
1609 }
1610
1611 static void cache_init_objs (kmem_cache_t * cachep,
1612                         struct slab * slabp, unsigned long ctor_flags)
1613 {
1614         int i;
1615
1616         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1617                 void* objp = slabp->s_mem+cachep->objsize*i;
1618 #if DEBUG
1619                 /* need to poison the objs? */
1620                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
1621                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
1622                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
1623                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
1624
1625                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1626                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1627                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1628                 }
1629                 /*
1630                  * Constructors are not allowed to allocate memory from
1631                  * the same cache which they are a constructor for.
1632                  * Otherwise, deadlock. They must also be threaded.
1633                  */
1634                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
1635                         cachep->ctor(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, ctor_flags);
1636
1637                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1638                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1639                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
1640                                                         " end of an object");
1641                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1642                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
1643                                                         " start of an object");
1644                 }
1645                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
1646                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 0);
1647 #else
1648                 if (cachep->ctor)
1649                         cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
1650 #endif
1651                 slab_bufctl(slabp)[i] = i+1;
1652         }
1653         slab_bufctl(slabp)[i-1] = BUFCTL_END;
1654         slabp->free = 0;
1655 }
1656
1657 static void kmem_flagcheck(kmem_cache_t *cachep, int flags)
1658 {
1659         if (flags & SLAB_DMA) {
1660                 if (!(cachep->gfpflags & GFP_DMA))
1661                         BUG();
1662         } else {
1663                 if (cachep->gfpflags & GFP_DMA)
1664                         BUG();
1665         }
1666 }
1667
1668 static void set_slab_attr(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp, void *objp)
1669 {
1670         int i;
1671         struct page *page;
1672
1673         /* Nasty!!!!!! I hope this is OK. */
1674         i = 1 << cachep->gfporder;
1675         page = virt_to_page(objp);
1676         do {
1677                 SET_PAGE_CACHE(page, cachep);
1678                 SET_PAGE_SLAB(page, slabp);
1679                 page++;
1680         } while (--i);
1681 }
1682
1683 /*
1684  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
1685  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
1686  */
1687 static int cache_grow (kmem_cache_t * cachep, int flags)
1688 {
1689         struct slab     *slabp;
1690         void            *objp;
1691         size_t           offset;
1692         int              local_flags;
1693         unsigned long    ctor_flags;
1694
1695         /* Be lazy and only check for valid flags here,
1696          * keeping it out of the critical path in kmem_cache_alloc().
1697          */
1698         if (flags & ~(SLAB_DMA|SLAB_LEVEL_MASK|SLAB_NO_GROW))
1699                 BUG();
1700         if (flags & SLAB_NO_GROW)
1701                 return 0;
1702
1703         ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
1704         local_flags = (flags & SLAB_LEVEL_MASK);
1705         if (!(local_flags & __GFP_WAIT))
1706                 /*
1707                  * Not allowed to sleep.  Need to tell a constructor about
1708                  * this - it might need to know...
1709                  */
1710                 ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
1711
1712         /* About to mess with non-constant members - lock. */
1713         check_irq_off();
1714         spin_lock(&cachep->spinlock);
1715
1716         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
1717         offset = cachep->colour_next;
1718         cachep->colour_next++;
1719         if (cachep->colour_next >= cachep->colour)
1720                 cachep->colour_next = 0;
1721         offset *= cachep->colour_off;
1722
1723         spin_unlock(&cachep->spinlock);
1724
1725         if (local_flags & __GFP_WAIT)
1726                 local_irq_enable();
1727
1728         /*
1729          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
1730          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
1731          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
1732          * will eventually be caught here (where it matters).
1733          */
1734         kmem_flagcheck(cachep, flags);
1735
1736
1737         /* Get mem for the objs. */
1738         if (!(objp = kmem_getpages(cachep, flags, -1)))
1739                 goto failed;
1740
1741         /* Get slab management. */
1742         if (!(slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, local_flags)))
1743                 goto opps1;
1744
1745         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
1746
1747         cache_init_objs(cachep, slabp, ctor_flags);
1748
1749         if (local_flags & __GFP_WAIT)
1750                 local_irq_disable();
1751         check_irq_off();
1752         spin_lock(&cachep->spinlock);
1753
1754         /* Make slab active. */
1755         list_add_tail(&slabp->list, &(list3_data(cachep)->slabs_free));
1756         STATS_INC_GROWN(cachep);
1757         list3_data(cachep)->free_objects += cachep->num;
1758         spin_unlock(&cachep->spinlock);
1759         return 1;
1760 opps1:
1761         kmem_freepages(cachep, objp);
1762 failed:
1763         if (local_flags & __GFP_WAIT)
1764                 local_irq_disable();
1765         return 0;
1766 }
1767
1768 #if DEBUG
1769
1770 /*
1771  * Perform extra freeing checks:
1772  * - detect bad pointers.
1773  * - POISON/RED_ZONE checking
1774  * - destructor calls, for caches with POISON+dtor
1775  */
1776 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
1777 {
1778         struct page *page;
1779
1780         if (!virt_addr_valid(objp)) {
1781                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
1782                         (unsigned long)objp);   
1783                 BUG();  
1784         }
1785         page = virt_to_page(objp);
1786         if (!PageSlab(page)) {
1787                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: bad ptr %lxh.\n", (unsigned long)objp);
1788                 BUG();
1789         }
1790 }
1791
1792 static void *cache_free_debugcheck (kmem_cache_t * cachep, void * objp, void *caller)
1793 {
1794         struct page *page;
1795         unsigned int objnr;
1796         struct slab *slabp;
1797
1798         objp -= obj_dbghead(cachep);
1799         kfree_debugcheck(objp);
1800         page = virt_to_page(objp);
1801
1802         if (GET_PAGE_CACHE(page) != cachep) {
1803                 printk(KERN_ERR "mismatch in kmem_cache_free: expected cache %p, got %p\n",
1804                                 GET_PAGE_CACHE(page),cachep);
1805                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", cachep, cachep->name);
1806                 printk(KERN_ERR "%p is %s.\n", GET_PAGE_CACHE(page), GET_PAGE_CACHE(page)->name);
1807                 WARN_ON(1);
1808         }
1809         slabp = GET_PAGE_SLAB(page);
1810
1811         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1812                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_ACTIVE || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_ACTIVE) {
1813                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
1814                                                 " object was overwritten");
1815                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
1816                                         objp, *dbg_redzone1(cachep, objp), *dbg_redzone2(cachep, objp));
1817                 }
1818                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1819                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
1820         }
1821         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
1822                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
1823
1824         objnr = (objp-slabp->s_mem)/cachep->objsize;
1825
1826         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
1827         BUG_ON(objp != slabp->s_mem + objnr*cachep->objsize);
1828
1829         if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_INITIAL) {
1830                 /* Need to call the slab's constructor so the
1831                  * caller can perform a verify of its state (debugging).
1832                  * Called without the cache-lock held.
1833                  */
1834                 cachep->ctor(objp+obj_dbghead(cachep),
1835                                         cachep, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR|SLAB_CTOR_VERIFY);
1836         }
1837         if (cachep->flags & SLAB_POISON && cachep->dtor) {
1838                 /* we want to cache poison the object,
1839                  * call the destruction callback
1840                  */
1841                 cachep->dtor(objp+obj_dbghead(cachep), cachep, 0);
1842         }
1843         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1844 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1845                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep)) {
1846                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
1847                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 0);
1848                 } else {
1849                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
1850                 }
1851 #else
1852                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
1853 #endif
1854         }
1855         return objp;
1856 }
1857
1858 static void check_slabp(kmem_cache_t *cachep, struct slab *slabp)
1859 {
1860         int i;
1861         int entries = 0;
1862         
1863         check_spinlock_acquired(cachep);
1864         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
1865         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
1866                 entries++;
1867                 if (entries > cachep->num || i < 0 || i >= cachep->num)
1868                         goto bad;
1869         }
1870         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
1871                 int i;
1872 bad:
1873                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
1874                                 cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
1875                 for (i=0;i<sizeof(slabp)+cachep->num*sizeof(kmem_bufctl_t);i++) {
1876                         if ((i%16)==0)
1877                                 printk("\n%03x:", i);
1878                         printk(" %02x", ((unsigned char*)slabp)[i]);
1879                 }
1880                 printk("\n");
1881                 BUG();
1882         }
1883 }
1884 #else
1885 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
1886 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
1887 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
1888 #endif
1889
1890 static void* cache_alloc_refill(kmem_cache_t* cachep, int flags)
1891 {
1892         int batchcount;
1893         struct kmem_list3 *l3;
1894         struct array_cache *ac;
1895
1896         check_irq_off();
1897         ac = ac_data(cachep);
1898 retry:
1899         batchcount = ac->batchcount;
1900         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
1901                 /* if there was little recent activity on this
1902                  * cache, then perform only a partial refill.
1903                  * Otherwise we could generate refill bouncing.
1904                  */
1905                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
1906         }
1907         l3 = list3_data(cachep);
1908
1909         BUG_ON(ac->avail > 0);
1910         spin_lock(&cachep->spinlock);
1911         if (l3->shared) {
1912                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
1913                 if (shared_array->avail) {
1914                         if (batchcount > shared_array->avail)
1915                                 batchcount = shared_array->avail;
1916                         shared_array->avail -= batchcount;
1917                         ac->avail = batchcount;
1918                         memcpy(ac_entry(ac), &ac_entry(shared_array)[shared_array->avail],
1919                                         sizeof(void*)*batchcount);
1920                         shared_array->touched = 1;
1921                         goto alloc_done;
1922                 }
1923         }
1924         while (batchcount > 0) {
1925                 struct list_head *entry;
1926                 struct slab *slabp;
1927                 /* Get slab alloc is to come from. */
1928                 entry = l3->slabs_partial.next;
1929                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
1930                         l3->free_touched = 1;
1931                         entry = l3->slabs_free.next;
1932                         if (entry == &l3->slabs_free)
1933                                 goto must_grow;
1934                 }
1935
1936                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
1937                 check_slabp(cachep, slabp);
1938                 check_spinlock_acquired(cachep);
1939                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
1940                         kmem_bufctl_t next;
1941                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
1942                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
1943                         STATS_SET_HIGH(cachep);
1944
1945                         /* get obj pointer */
1946                         ac_entry(ac)[ac->avail++] = slabp->s_mem + slabp->free*cachep->objsize;
1947
1948                         slabp->inuse++;
1949                         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
1950 #if DEBUG
1951                         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
1952 #endif
1953                         slabp->free = next;
1954                 }
1955                 check_slabp(cachep, slabp);
1956
1957                 /* move slabp to correct slabp list: */
1958                 list_del(&slabp->list);
1959                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
1960                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
1961                 else
1962                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
1963         }
1964
1965 must_grow:
1966         l3->free_objects -= ac->avail;
1967 alloc_done:
1968         spin_unlock(&cachep->spinlock);
1969
1970         if (unlikely(!ac->avail)) {
1971                 int x;
1972                 x = cache_grow(cachep, flags);
1973                 
1974                 // cache_grow can reenable interrupts, then ac could change.
1975                 ac = ac_data(cachep);
1976                 if (!x && ac->avail == 0)       // no objects in sight? abort
1977                         return NULL;
1978
1979                 if (!ac->avail)         // objects refilled by interrupt?
1980                         goto retry;
1981         }
1982         ac->touched = 1;
1983         return ac_entry(ac)[--ac->avail];
1984 }
1985
1986 static inline void
1987 cache_alloc_debugcheck_before(kmem_cache_t *cachep, int flags)
1988 {
1989         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
1990 #if DEBUG
1991         kmem_flagcheck(cachep, flags);
1992 #endif
1993 }
1994
1995 #if DEBUG
1996 static void *
1997 cache_alloc_debugcheck_after(kmem_cache_t *cachep,
1998                         unsigned long flags, void *objp, void *caller)
1999 {
2000         if (!objp)      
2001                 return objp;
2002         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2003 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2004                 if ((cachep->objsize % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2005                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->objsize/PAGE_SIZE, 1);
2006                 else
2007                         check_poison_obj(cachep, objp);
2008 #else
2009                 check_poison_obj(cachep, objp);
2010 #endif
2011                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2012         }
2013         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2014                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2015
2016         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2017                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE || *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2018                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2019                                                 " object was overwritten");
2020                         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1: 0x%lx, redzone 2: 0x%lx.\n",
2021                                         objp, *dbg_redzone1(cachep, objp), *dbg_redzone2(cachep, objp));
2022                 }
2023                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2024                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2025         }
2026         objp += obj_dbghead(cachep);
2027         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON) {
2028                 unsigned long   ctor_flags = SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR;
2029
2030                 if (!(flags & __GFP_WAIT))
2031                         ctor_flags |= SLAB_CTOR_ATOMIC;
2032
2033                 cachep->ctor(objp, cachep, ctor_flags);
2034         }       
2035         return objp;
2036 }
2037 #else
2038 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2039 #endif
2040
2041
2042 static inline void * __cache_alloc (kmem_cache_t *cachep, int flags)
2043 {
2044         unsigned long save_flags;
2045         void* objp;
2046         struct array_cache *ac;
2047
2048         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
2049
2050         local_irq_save(save_flags);
2051         ac = ac_data(cachep);
2052         if (likely(ac->avail)) {
2053                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2054                 ac->touched = 1;
2055                 objp = ac_entry(ac)[--ac->avail];
2056         } else {
2057                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2058                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2059         }
2060         local_irq_restore(save_flags);
2061         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, __builtin_return_address(0));
2062         return objp;
2063 }
2064
2065 /* 
2066  * NUMA: different approach needed if the spinlock is moved into
2067  * the l3 structure
2068  */
2069
2070 static void free_block(kmem_cache_t *cachep, void **objpp, int nr_objects)
2071 {
2072         int i;
2073
2074         check_spinlock_acquired(cachep);
2075
2076         /* NUMA: move add into loop */
2077         cachep->lists.free_objects += nr_objects;
2078
2079         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
2080                 void *objp = objpp[i];
2081                 struct slab *slabp;
2082                 unsigned int objnr;
2083
2084                 slabp = GET_PAGE_SLAB(virt_to_page(objp));
2085                 list_del(&slabp->list);
2086                 objnr = (objp - slabp->s_mem) / cachep->objsize;
2087                 check_slabp(cachep, slabp);
2088 #if DEBUG
2089                 if (slab_bufctl(slabp)[objnr] != BUFCTL_FREE) {
2090                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache '%s', objp %p.\n",
2091                                                 cachep->name, objp);
2092                         BUG();
2093                 }
2094 #endif
2095                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2096                 slabp->free = objnr;
2097                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
2098                 slabp->inuse--;
2099                 check_slabp(cachep, slabp);
2100
2101                 /* fixup slab chains */
2102                 if (slabp->inuse == 0) {
2103                         if (cachep->lists.free_objects > cachep->free_limit) {
2104                                 cachep->lists.free_objects -= cachep->num;
2105                                 slab_destroy(cachep, slabp);
2106                         } else {
2107                                 list_add(&slabp->list,
2108                                 &list3_data_ptr(cachep, objp)->slabs_free);
2109                         }
2110                 } else {
2111                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
2112                          * partial list on free - maximum time for the
2113                          * other objects to be freed, too.
2114                          */
2115                         list_add_tail(&slabp->list,
2116                                 &list3_data_ptr(cachep, objp)->slabs_partial);
2117                 }
2118         }
2119 }
2120
2121 static void cache_flusharray (kmem_cache_t* cachep, struct array_cache *ac)
2122 {
2123         int batchcount;
2124
2125         batchcount = ac->batchcount;
2126 #if DEBUG
2127         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
2128 #endif
2129         check_irq_off();
2130         spin_lock(&cachep->spinlock);
2131         if (cachep->lists.shared) {
2132                 struct array_cache *shared_array = cachep->lists.shared;
2133                 int max = shared_array->limit-shared_array->avail;
2134                 if (max) {
2135                         if (batchcount > max)
2136                                 batchcount = max;
2137                         memcpy(&ac_entry(shared_array)[shared_array->avail],
2138                                         &ac_entry(ac)[0],
2139                                         sizeof(void*)*batchcount);
2140                         shared_array->avail += batchcount;
2141                         goto free_done;
2142                 }
2143         }
2144
2145         free_block(cachep, &ac_entry(ac)[0], batchcount);
2146 free_done:
2147 #if STATS
2148         {
2149                 int i = 0;
2150                 struct list_head *p;
2151
2152                 p = list3_data(cachep)->slabs_free.next;
2153                 while (p != &(list3_data(cachep)->slabs_free)) {
2154                         struct slab *slabp;
2155
2156                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2157                         BUG_ON(slabp->inuse);
2158
2159                         i++;
2160                         p = p->next;
2161                 }
2162                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
2163         }
2164 #endif
2165         spin_unlock(&cachep->spinlock);
2166         ac->avail -= batchcount;
2167         memmove(&ac_entry(ac)[0], &ac_entry(ac)[batchcount],
2168                         sizeof(void*)*ac->avail);
2169 }
2170
2171 /*
2172  * __cache_free
2173  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed
2174  * state, it must be in this state _before_ it is released.
2175  *
2176  * Called with disabled ints.
2177  */
2178 static inline void __cache_free (kmem_cache_t *cachep, void* objp)
2179 {
2180         struct array_cache *ac = ac_data(cachep);
2181
2182         check_irq_off();
2183         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
2184
2185         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
2186                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
2187                 ac_entry(ac)[ac->avail++] = objp;
2188                 return;
2189         } else {
2190                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
2191                 cache_flusharray(cachep, ac);
2192                 ac_entry(ac)[ac->avail++] = objp;
2193         }
2194 }
2195
2196 /**
2197  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
2198  * @cachep: The cache to allocate from.
2199  * @flags: See kmalloc().
2200  *
2201  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
2202  * if the cache has no available objects.
2203  */
2204 void * kmem_cache_alloc (kmem_cache_t *cachep, int flags)
2205 {
2206         return __cache_alloc(cachep, flags);
2207 }
2208
2209 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
2210
2211 /**
2212  * kmem_ptr_validate - check if an untrusted pointer might
2213  *      be a slab entry.
2214  * @cachep: the cache we're checking against
2215  * @ptr: pointer to validate
2216  *
2217  * This verifies that the untrusted pointer looks sane:
2218  * it is _not_ a guarantee that the pointer is actually
2219  * part of the slab cache in question, but it at least
2220  * validates that the pointer can be dereferenced and
2221  * looks half-way sane.
2222  *
2223  * Currently only used for dentry validation.
2224  */
2225 int fastcall kmem_ptr_validate(kmem_cache_t *cachep, void *ptr)
2226 {
2227         unsigned long addr = (unsigned long) ptr;
2228         unsigned long min_addr = PAGE_OFFSET;
2229         unsigned long align_mask = BYTES_PER_WORD-1;
2230         unsigned long size = cachep->objsize;
2231         struct page *page;
2232
2233         if (unlikely(addr < min_addr))
2234                 goto out;
2235         if (unlikely(addr > (unsigned long)high_memory - size))
2236                 goto out;
2237         if (unlikely(addr & align_mask))
2238                 goto out;
2239         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr)))
2240                 goto out;
2241         if (unlikely(!kern_addr_valid(addr + size - 1)))
2242                 goto out;
2243         page = virt_to_page(ptr);
2244         if (unlikely(!PageSlab(page)))
2245                 goto out;
2246         if (unlikely(GET_PAGE_CACHE(page) != cachep))
2247                 goto out;
2248         return 1;
2249 out:
2250         return 0;
2251 }
2252
2253 /**
2254  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
2255  * @cachep: The cache to allocate from.
2256  * @flags: See kmalloc().
2257  * @nodeid: node number of the target node.
2258  *
2259  * Identical to kmem_cache_alloc, except that this function is slow
2260  * and can sleep. And it will allocate memory on the given node, which
2261  * can improve the performance for cpu bound structures.
2262  */
2263 void *kmem_cache_alloc_node(kmem_cache_t *cachep, int nodeid)
2264 {
2265         size_t offset;
2266         void *objp;
2267         struct slab *slabp;
2268         kmem_bufctl_t next;
2269
2270         /* The main algorithms are not node aware, thus we have to cheat:
2271          * We bypass all caches and allocate a new slab.
2272          * The following code is a streamlined copy of cache_grow().
2273          */
2274
2275         /* Get colour for the slab, and update the next value. */
2276         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2277         offset = cachep->colour_next;
2278         cachep->colour_next++;
2279         if (cachep->colour_next >= cachep->colour)
2280                 cachep->colour_next = 0;
2281         offset *= cachep->colour_off;
2282         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2283
2284         /* Get mem for the objs. */
2285         if (!(objp = kmem_getpages(cachep, GFP_KERNEL, nodeid)))
2286                 goto failed;
2287
2288         /* Get slab management. */
2289         if (!(slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset, GFP_KERNEL)))
2290                 goto opps1;
2291
2292         set_slab_attr(cachep, slabp, objp);
2293         cache_init_objs(cachep, slabp, SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR);
2294
2295         /* The first object is ours: */
2296         objp = slabp->s_mem + slabp->free*cachep->objsize;
2297         slabp->inuse++;
2298         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2299 #if DEBUG
2300         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2301 #endif
2302         slabp->free = next;
2303
2304         /* add the remaining objects into the cache */
2305         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2306         check_slabp(cachep, slabp);
2307         STATS_INC_GROWN(cachep);
2308         /* Make slab active. */
2309         if (slabp->free == BUFCTL_END) {
2310                 list_add_tail(&slabp->list, &(list3_data(cachep)->slabs_full));
2311         } else {
2312                 list_add_tail(&slabp->list,
2313                                 &(list3_data(cachep)->slabs_partial));
2314                 list3_data(cachep)->free_objects += cachep->num-1;
2315         }
2316         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2317         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, GFP_KERNEL, objp,
2318                                         __builtin_return_address(0));
2319         return objp;
2320 opps1:
2321         kmem_freepages(cachep, objp);
2322 failed:
2323         return NULL;
2324
2325 }
2326 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
2327
2328 /**
2329  * kmalloc - allocate memory
2330  * @size: how many bytes of memory are required.
2331  * @flags: the type of memory to allocate.
2332  *
2333  * kmalloc is the normal method of allocating memory
2334  * in the kernel.
2335  *
2336  * The @flags argument may be one of:
2337  *
2338  * %GFP_USER - Allocate memory on behalf of user.  May sleep.
2339  *
2340  * %GFP_KERNEL - Allocate normal kernel ram.  May sleep.
2341  *
2342  * %GFP_ATOMIC - Allocation will not sleep.  Use inside interrupt handlers.
2343  *
2344  * Additionally, the %GFP_DMA flag may be set to indicate the memory
2345  * must be suitable for DMA.  This can mean different things on different
2346  * platforms.  For example, on i386, it means that the memory must come
2347  * from the first 16MB.
2348  */
2349 void * __kmalloc (size_t size, int flags)
2350 {
2351         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
2352
2353         for (; csizep->cs_size; csizep++) {
2354                 if (size > csizep->cs_size)
2355                         continue;
2356 #if DEBUG
2357                 /* This happens if someone tries to call
2358                  * kmem_cache_create(), or kmalloc(), before
2359                  * the generic caches are initialized.
2360                  */
2361                 BUG_ON(csizep->cs_cachep == NULL);
2362 #endif
2363                 return __cache_alloc(flags & GFP_DMA ?
2364                          csizep->cs_dmacachep : csizep->cs_cachep, flags);
2365         }
2366         return NULL;
2367 }
2368
2369 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
2370
2371 #ifdef CONFIG_SMP
2372 /**
2373  * __alloc_percpu - allocate one copy of the object for every present
2374  * cpu in the system, zeroing them.
2375  * Objects should be dereferenced using per_cpu_ptr/get_cpu_ptr
2376  * macros only.
2377  *
2378  * @size: how many bytes of memory are required.
2379  * @align: the alignment, which can't be greater than SMP_CACHE_BYTES.
2380  */
2381 void *__alloc_percpu(size_t size, size_t align)
2382 {
2383         int i;
2384         struct percpu_data *pdata = kmalloc(sizeof (*pdata), GFP_KERNEL);
2385
2386         if (!pdata)
2387                 return NULL;
2388
2389         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2390                 if (!cpu_possible(i))
2391                         continue;
2392                 pdata->ptrs[i] = kmem_cache_alloc_node(
2393                                 kmem_find_general_cachep(size, GFP_KERNEL),
2394                                 cpu_to_node(i));
2395
2396                 if (!pdata->ptrs[i])
2397                         goto unwind_oom;
2398                 memset(pdata->ptrs[i], 0, size);
2399         }
2400
2401         /* Catch derefs w/o wrappers */
2402         return (void *) (~(unsigned long) pdata);
2403
2404 unwind_oom:
2405         while (--i >= 0) {
2406                 if (!cpu_possible(i))
2407                         continue;
2408                 kfree(pdata->ptrs[i]);
2409         }
2410         kfree(pdata);
2411         return NULL;
2412 }
2413
2414 EXPORT_SYMBOL(__alloc_percpu);
2415 #endif
2416
2417 /**
2418  * kmem_cache_free - Deallocate an object
2419  * @cachep: The cache the allocation was from.
2420  * @objp: The previously allocated object.
2421  *
2422  * Free an object which was previously allocated from this
2423  * cache.
2424  */
2425 void kmem_cache_free (kmem_cache_t *cachep, void *objp)
2426 {
2427         unsigned long flags;
2428
2429         local_irq_save(flags);
2430         __cache_free(cachep, objp);
2431         local_irq_restore(flags);
2432 }
2433
2434 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
2435
2436 /**
2437  * kfree - free previously allocated memory
2438  * @objp: pointer returned by kmalloc.
2439  *
2440  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
2441  * or you will run into trouble.
2442  */
2443 void kfree (const void *objp)
2444 {
2445         kmem_cache_t *c;
2446         unsigned long flags;
2447
2448         if (!objp)
2449                 return;
2450         local_irq_save(flags);
2451         kfree_debugcheck(objp);
2452         c = GET_PAGE_CACHE(virt_to_page(objp));
2453         __cache_free(c, (void*)objp);
2454         local_irq_restore(flags);
2455 }
2456
2457 EXPORT_SYMBOL(kfree);
2458
2459 #ifdef CONFIG_SMP
2460 /**
2461  * free_percpu - free previously allocated percpu memory
2462  * @objp: pointer returned by alloc_percpu.
2463  *
2464  * Don't free memory not originally allocated by alloc_percpu()
2465  * The complemented objp is to check for that.
2466  */
2467 void
2468 free_percpu(const void *objp)
2469 {
2470         int i;
2471         struct percpu_data *p = (struct percpu_data *) (~(unsigned long) objp);
2472
2473         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2474                 if (!cpu_possible(i))
2475                         continue;
2476                 kfree(p->ptrs[i]);
2477         }
2478 }
2479
2480 EXPORT_SYMBOL(free_percpu);
2481 #endif
2482
2483 unsigned int kmem_cache_size(kmem_cache_t *cachep)
2484 {
2485         return obj_reallen(cachep);
2486 }
2487
2488 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
2489
2490 kmem_cache_t * kmem_find_general_cachep (size_t size, int gfpflags)
2491 {
2492         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
2493
2494         /* This function could be moved to the header file, and
2495          * made inline so consumers can quickly determine what
2496          * cache pointer they require.
2497          */
2498         for ( ; csizep->cs_size; csizep++) {
2499                 if (size > csizep->cs_size)
2500                         continue;
2501                 break;
2502         }
2503         return (gfpflags & GFP_DMA) ? csizep->cs_dmacachep : csizep->cs_cachep;
2504 }
2505
2506 EXPORT_SYMBOL(kmem_find_general_cachep);
2507
2508 struct ccupdate_struct {
2509         kmem_cache_t *cachep;
2510         struct array_cache *new[NR_CPUS];
2511 };
2512
2513 static void do_ccupdate_local(void *info)
2514 {
2515         struct ccupdate_struct *new = (struct ccupdate_struct *)info;
2516         struct array_cache *old;
2517
2518         check_irq_off();
2519         old = ac_data(new->cachep);
2520         
2521         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
2522         new->new[smp_processor_id()] = old;
2523 }
2524
2525
2526 static int do_tune_cpucache (kmem_cache_t* cachep, int limit, int batchcount, int shared)
2527 {
2528         struct ccupdate_struct new;
2529         struct array_cache *new_shared;
2530         int i;
2531
2532         memset(&new.new,0,sizeof(new.new));
2533         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2534                 if (cpu_online(i)) {
2535                         new.new[i] = alloc_arraycache(i, limit, batchcount);
2536                         if (!new.new[i]) {
2537                                 for (i--; i >= 0; i--) kfree(new.new[i]);
2538                                 return -ENOMEM;
2539                         }
2540                 } else {
2541                         new.new[i] = NULL;
2542                 }
2543         }
2544         new.cachep = cachep;
2545
2546         smp_call_function_all_cpus(do_ccupdate_local, (void *)&new);
2547         
2548         check_irq_on();
2549         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2550         cachep->batchcount = batchcount;
2551         cachep->limit = limit;
2552         cachep->free_limit = (1+num_online_cpus())*cachep->batchcount + cachep->num;
2553         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2554
2555         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) {
2556                 struct array_cache *ccold = new.new[i];
2557                 if (!ccold)
2558                         continue;
2559                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2560                 free_block(cachep, ac_entry(ccold), ccold->avail);
2561                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2562                 kfree(ccold);
2563         }
2564         new_shared = alloc_arraycache(-1, batchcount*shared, 0xbaadf00d);
2565         if (new_shared) {
2566                 struct array_cache *old;
2567
2568                 spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2569                 old = cachep->lists.shared;
2570                 cachep->lists.shared = new_shared;
2571                 if (old)
2572                         free_block(cachep, ac_entry(old), old->avail);
2573                 spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2574                 kfree(old);
2575         }
2576
2577         return 0;
2578 }
2579
2580
2581 static void enable_cpucache (kmem_cache_t *cachep)
2582 {
2583         int err;
2584         int limit, shared;
2585
2586         /* The head array serves three purposes:
2587          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
2588          * - reduce the number of spinlock operations.
2589          * - reduce the number of linked list operations on the slab and 
2590          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
2591          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
2592          * Bonwick.
2593          */
2594         if (cachep->objsize > 131072)
2595                 limit = 1;
2596         else if (cachep->objsize > PAGE_SIZE)
2597                 limit = 8;
2598         else if (cachep->objsize > 1024)
2599                 limit = 24;
2600         else if (cachep->objsize > 256)
2601                 limit = 54;
2602         else
2603                 limit = 120;
2604
2605         /* Cpu bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
2606          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
2607          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
2608          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
2609          * replaces Bonwick's magazine layer.
2610          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
2611          * to a larger limit. Thus disabled by default.
2612          */
2613         shared = 0;
2614 #ifdef CONFIG_SMP
2615         if (cachep->objsize <= PAGE_SIZE)
2616                 shared = 8;
2617 #endif
2618
2619 #if DEBUG
2620         /* With debugging enabled, large batchcount lead to excessively
2621          * long periods with disabled local interrupts. Limit the 
2622          * batchcount
2623          */
2624         if (limit > 32)
2625                 limit = 32;
2626 #endif
2627         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit+1)/2, shared);
2628         if (err)
2629                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
2630                                         cachep->name, -err);
2631 }
2632
2633 static void drain_array(kmem_cache_t *cachep, struct array_cache *ac)
2634 {
2635         int tofree;
2636
2637         check_irq_off();
2638         if (ac->touched) {
2639                 ac->touched = 0;
2640         } else if (ac->avail) {
2641                 tofree = (ac->limit+4)/5;
2642                 if (tofree > ac->avail) {
2643                         tofree = (ac->avail+1)/2;
2644                 }
2645                 spin_lock(&cachep->spinlock);
2646                 free_block(cachep, ac_entry(ac), tofree);
2647                 spin_unlock(&cachep->spinlock);
2648                 ac->avail -= tofree;
2649                 memmove(&ac_entry(ac)[0], &ac_entry(ac)[tofree],
2650                                         sizeof(void*)*ac->avail);
2651         }
2652 }
2653
2654 static void drain_array_locked(kmem_cache_t *cachep,
2655                                 struct array_cache *ac, int force)
2656 {
2657         int tofree;
2658
2659         check_spinlock_acquired(cachep);
2660         if (ac->touched && !force) {
2661                 ac->touched = 0;
2662         } else if (ac->avail) {
2663                 tofree = force ? ac->avail : (ac->limit+4)/5;
2664                 if (tofree > ac->avail) {
2665                         tofree = (ac->avail+1)/2;
2666                 }
2667                 free_block(cachep, ac_entry(ac), tofree);
2668                 ac->avail -= tofree;
2669                 memmove(&ac_entry(ac)[0], &ac_entry(ac)[tofree],
2670                                         sizeof(void*)*ac->avail);
2671         }
2672 }
2673
2674 /**
2675  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
2676  *
2677  * Called from a timer, every few seconds
2678  * Purpose:
2679  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
2680  * - return freeable pages to the main free memory pool.
2681  *
2682  * If we cannot acquire the cache chain semaphore then just give up - we'll
2683  * try again next timer interrupt.
2684  */
2685 static void cache_reap (void)
2686 {
2687         struct list_head *walk;
2688
2689 #if DEBUG
2690         BUG_ON(!in_interrupt());
2691         BUG_ON(in_irq());
2692 #endif
2693         if (down_trylock(&cache_chain_sem))
2694                 return;
2695
2696         list_for_each(walk, &cache_chain) {
2697                 kmem_cache_t *searchp;
2698                 struct list_head* p;
2699                 int tofree;
2700                 struct slab *slabp;
2701
2702                 searchp = list_entry(walk, kmem_cache_t, next);
2703
2704                 if (searchp->flags & SLAB_NO_REAP)
2705                         goto next;
2706
2707                 check_irq_on();
2708                 local_irq_disable();
2709                 drain_array(searchp, ac_data(searchp));
2710
2711                 if(time_after(searchp->lists.next_reap, jiffies))
2712                         goto next_irqon;
2713
2714                 spin_lock(&searchp->spinlock);
2715                 if(time_after(searchp->lists.next_reap, jiffies)) {
2716                         goto next_unlock;
2717                 }
2718                 searchp->lists.next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
2719
2720                 if (searchp->lists.shared)
2721                         drain_array_locked(searchp, searchp->lists.shared, 0);
2722
2723                 if (searchp->lists.free_touched) {
2724                         searchp->lists.free_touched = 0;
2725                         goto next_unlock;
2726                 }
2727
2728                 tofree = (searchp->free_limit+5*searchp->num-1)/(5*searchp->num);
2729                 do {
2730                         p = list3_data(searchp)->slabs_free.next;
2731                         if (p == &(list3_data(searchp)->slabs_free))
2732                                 break;
2733
2734                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2735                         BUG_ON(slabp->inuse);
2736                         list_del(&slabp->list);
2737                         STATS_INC_REAPED(searchp);
2738
2739                         /* Safe to drop the lock. The slab is no longer
2740                          * linked to the cache.
2741                          * searchp cannot disappear, we hold
2742                          * cache_chain_lock
2743                          */
2744                         searchp->lists.free_objects -= searchp->num;
2745                         spin_unlock_irq(&searchp->spinlock);
2746                         slab_destroy(searchp, slabp);
2747                         spin_lock_irq(&searchp->spinlock);
2748                 } while(--tofree > 0);
2749 next_unlock:
2750                 spin_unlock(&searchp->spinlock);
2751 next_irqon:
2752                 local_irq_enable();
2753 next:
2754                 ;
2755         }
2756         check_irq_on();
2757         up(&cache_chain_sem);
2758 }
2759
2760 /*
2761  * This is a timer handler.  There is one per CPU.  It is called periodially
2762  * to shrink this CPU's caches.  Otherwise there could be memory tied up
2763  * for long periods (or for ever) due to load changes.
2764  */
2765 static void reap_timer_fnc(unsigned long cpu)
2766 {
2767         struct timer_list *rt = &__get_cpu_var(reap_timers);
2768
2769         /* CPU hotplug can drag us off cpu: don't run on wrong CPU */
2770         if (!cpu_is_offline(cpu)) {
2771                 cache_reap();
2772                 mod_timer(rt, jiffies + REAPTIMEOUT_CPUC + cpu);
2773         }
2774 }
2775
2776 #ifdef CONFIG_PROC_FS
2777
2778 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
2779 {
2780         loff_t n = *pos;
2781         struct list_head *p;
2782
2783         down(&cache_chain_sem);
2784         if (!n) {
2785                 /*
2786                  * Output format version, so at least we can change it
2787                  * without _too_ many complaints.
2788                  */
2789 #if STATS
2790                 seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.0 (statistics)\n");
2791 #else
2792                 seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.0\n");
2793 #endif
2794                 seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> <objperslab> <pagesperslab>");
2795                 seq_puts(m, " : tunables <batchcount> <limit> <sharedfactor>");
2796                 seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
2797 #if STATS
2798                 seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> <error> <maxfreeable> <freelimit>");
2799                 seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
2800 #endif
2801                 seq_putc(m, '\n');
2802         }
2803         p = cache_chain.next;
2804         while (n--) {
2805                 p = p->next;
2806                 if (p == &cache_chain)
2807                         return NULL;
2808         }
2809         return list_entry(p, kmem_cache_t, next);
2810 }
2811
2812 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
2813 {
2814         kmem_cache_t *cachep = p;
2815         ++*pos;
2816         return cachep->next.next == &cache_chain ? NULL
2817                 : list_entry(cachep->next.next, kmem_cache_t, next);
2818 }
2819
2820 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
2821 {
2822         up(&cache_chain_sem);
2823 }
2824
2825 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
2826 {
2827         kmem_cache_t *cachep = p;
2828         struct list_head *q;
2829         struct slab     *slabp;
2830         unsigned long   active_objs;
2831         unsigned long   num_objs;
2832         unsigned long   active_slabs = 0;
2833         unsigned long   num_slabs;
2834         const char *name; 
2835         char *error = NULL;
2836
2837         check_irq_on();
2838         spin_lock_irq(&cachep->spinlock);
2839         active_objs = 0;
2840         num_slabs = 0;
2841         list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_full) {
2842                 slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2843                 if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
2844                         error = "slabs_full accounting error";
2845                 active_objs += cachep->num;
2846                 active_slabs++;
2847         }
2848         list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_partial) {
2849                 slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2850                 if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
2851                         error = "slabs_partial inuse accounting error";
2852                 if (!slabp->inuse && !error)
2853                         error = "slabs_partial/inuse accounting error";
2854                 active_objs += slabp->inuse;
2855                 active_slabs++;
2856         }
2857         list_for_each(q,&cachep->lists.slabs_free) {
2858                 slabp = list_entry(q, struct slab, list);
2859                 if (slabp->inuse && !error)
2860                         error = "slabs_free/inuse accounting error";
2861                 num_slabs++;
2862         }
2863         num_slabs+=active_slabs;
2864         num_objs = num_slabs*cachep->num;
2865         if (num_objs - active_objs != cachep->lists.free_objects && !error)
2866                 error = "free_objects accounting error";
2867
2868         name = cachep->name; 
2869         if (error)
2870                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
2871
2872         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
2873                 name, active_objs, num_objs, cachep->objsize,
2874                 cachep->num, (1<<cachep->gfporder));
2875         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
2876                         cachep->limit, cachep->batchcount,
2877                         cachep->lists.shared->limit/cachep->batchcount);
2878         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6u",
2879                         active_slabs, num_slabs, cachep->lists.shared->avail);
2880 #if STATS
2881         {       /* list3 stats */
2882                 unsigned long high = cachep->high_mark;
2883                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
2884                 unsigned long grown = cachep->grown;
2885                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
2886                 unsigned long errors = cachep->errors;
2887                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
2888                 unsigned long free_limit = cachep->free_limit;
2889
2890                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
2891                                 allocs, high, grown, reaped, errors, 
2892                                 max_freeable, free_limit);
2893         }
2894         /* cpu stats */
2895         {
2896                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
2897                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
2898                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
2899                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
2900
2901                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
2902                         allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
2903         }
2904 #endif
2905         seq_putc(m, '\n');
2906         spin_unlock_irq(&cachep->spinlock);
2907         return 0;
2908 }
2909
2910 /*
2911  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
2912  *
2913  * Output layout:
2914  * cache-name
2915  * num-active-objs
2916  * total-objs
2917  * object size
2918  * num-active-slabs
2919  * total-slabs
2920  * num-pages-per-slab
2921  * + further values on SMP and with statistics enabled
2922  */
2923
2924 struct seq_operations slabinfo_op = {
2925         .start  = s_start,
2926         .next   = s_next,
2927         .stop   = s_stop,
2928         .show   = s_show,
2929 };
2930
2931 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
2932 /**
2933  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
2934  * @file: unused
2935  * @buffer: user buffer
2936  * @count: data length
2937  * @ppos: unused
2938  */
2939 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
2940                                 size_t count, loff_t *ppos)
2941 {
2942         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE+1], *tmp;
2943         int limit, batchcount, shared, res;
2944         struct list_head *p;
2945         
2946         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
2947                 return -EINVAL;
2948         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
2949                 return -EFAULT;
2950         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0'; 
2951
2952         tmp = strchr(kbuf, ' ');
2953         if (!tmp)
2954                 return -EINVAL;
2955         *tmp = '\0';
2956         tmp++;
2957         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
2958                 return -EINVAL;
2959
2960         /* Find the cache in the chain of caches. */
2961         down(&cache_chain_sem);
2962         res = -EINVAL;
2963         list_for_each(p,&cache_chain) {
2964                 kmem_cache_t *cachep = list_entry(p, kmem_cache_t, next);
2965
2966                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
2967                         if (limit < 1 ||
2968                             batchcount < 1 ||
2969                             batchcount > limit ||
2970                             shared < 0) {
2971                                 res = -EINVAL;
2972                         } else {
2973                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared);
2974                         }
2975                         break;
2976                 }
2977         }
2978         up(&cache_chain_sem);
2979         if (res >= 0)
2980                 res = count;
2981         return res;
2982 }
2983 #endif
2984
2985 unsigned int ksize(const void *objp)
2986 {
2987         kmem_cache_t *c;
2988         unsigned long flags;
2989         unsigned int size = 0;
2990
2991         if (likely(objp != NULL)) {
2992                 local_irq_save(flags);
2993                 c = GET_PAGE_CACHE(virt_to_page(objp));
2994                 size = kmem_cache_size(c);
2995                 local_irq_restore(flags);
2996         }
2997
2998         return size;
2999 }
3000
3001 void ptrinfo(unsigned long addr)
3002 {
3003         struct page *page;
3004
3005         printk("Dumping data about address %p.\n", (void*)addr);
3006         if (!virt_addr_valid((void*)addr)) {
3007                 printk("virt addr invalid.\n");
3008                 return;
3009         }
3010 #ifdef CONFIG_MMU
3011         do {
3012                 pgd_t *pgd = pgd_offset_k(addr);
3013                 pmd_t *pmd;
3014                 if (pgd_none(*pgd)) {
3015                         printk("No pgd.\n");
3016                         break;
3017                 }
3018                 pmd = pmd_offset(pgd, addr);
3019                 if (pmd_none(*pmd)) {
3020                         printk("No pmd.\n");
3021                         break;
3022                 }
3023 #ifdef CONFIG_X86
3024                 if (pmd_large(*pmd)) {
3025                         printk("Large page.\n");
3026                         break;
3027                 }
3028 #endif
3029                 printk("normal page, pte_val 0x%llx\n",
3030                   (unsigned long long)pte_val(*pte_offset_kernel(pmd, addr)));
3031         } while(0);
3032 #endif
3033
3034         page = virt_to_page((void*)addr);
3035         printk("struct page at %p, flags %08lx\n",
3036                         page, (unsigned long)page->flags);
3037         if (PageSlab(page)) {
3038                 kmem_cache_t *c;
3039                 struct slab *s;
3040                 unsigned long flags;
3041                 int objnr;
3042                 void *objp;
3043
3044                 c = GET_PAGE_CACHE(page);
3045                 printk("belongs to cache %s.\n",c->name);
3046
3047                 spin_lock_irqsave(&c->spinlock, flags);
3048                 s = GET_PAGE_SLAB(page);
3049                 printk("slabp %p with %d inuse objects (from %d).\n",
3050                         s, s->inuse, c->num);
3051                 check_slabp(c,s);
3052
3053                 objnr = (addr-(unsigned long)s->s_mem)/c->objsize;
3054                 objp = s->s_mem+c->objsize*objnr;
3055                 printk("points into object no %d, starting at %p, len %d.\n",
3056                         objnr, objp, c->objsize);
3057                 if (objnr >= c->num) {
3058                         printk("Bad obj number.\n");
3059                 } else {
3060                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3061                                         c->objsize/PAGE_SIZE, 1);
3062
3063                         print_objinfo(c, objp, 2);
3064                 }
3065                 spin_unlock_irqrestore(&c->spinlock, flags);
3066
3067         }
3068 }