slab: setup allocators earlier in the boot sequence
[sfrench/cifs-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 initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'cache_chain_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/kmemtrace.h>
106 #include        <linux/rcupdate.h>
107 #include        <linux/string.h>
108 #include        <linux/uaccess.h>
109 #include        <linux/nodemask.h>
110 #include        <linux/mempolicy.h>
111 #include        <linux/mutex.h>
112 #include        <linux/fault-inject.h>
113 #include        <linux/rtmutex.h>
114 #include        <linux/reciprocal_div.h>
115 #include        <linux/debugobjects.h>
116
117 #include        <asm/cacheflush.h>
118 #include        <asm/tlbflush.h>
119 #include        <asm/page.h>
120
121 /*
122  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
123  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
124  *
125  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
126  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
127  *
128  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
129  */
130
131 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
132 #define DEBUG           1
133 #define STATS           1
134 #define FORCED_DEBUG    1
135 #else
136 #define DEBUG           0
137 #define STATS           0
138 #define FORCED_DEBUG    0
139 #endif
140
141 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
142 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
143 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
144
145 #ifndef ARCH_KMALLOC_MINALIGN
146 /*
147  * Enforce a minimum alignment for the kmalloc caches.
148  * Usually, the kmalloc caches are cache_line_size() aligned, except when
149  * DEBUG and FORCED_DEBUG are enabled, then they are BYTES_PER_WORD aligned.
150  * Some archs want to perform DMA into kmalloc caches and need a guaranteed
151  * alignment larger than the alignment of a 64-bit integer.
152  * ARCH_KMALLOC_MINALIGN allows that.
153  * Note that increasing this value may disable some debug features.
154  */
155 #define ARCH_KMALLOC_MINALIGN __alignof__(unsigned long long)
156 #endif
157
158 #ifndef ARCH_SLAB_MINALIGN
159 /*
160  * Enforce a minimum alignment for all caches.
161  * Intended for archs that get misalignment faults even for BYTES_PER_WORD
162  * aligned buffers. Includes ARCH_KMALLOC_MINALIGN.
163  * If possible: Do not enable this flag for CONFIG_DEBUG_SLAB, it disables
164  * some debug features.
165  */
166 #define ARCH_SLAB_MINALIGN 0
167 #endif
168
169 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
170 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
171 #endif
172
173 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
174 #if DEBUG
175 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
176                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
177                          SLAB_CACHE_DMA | \
178                          SLAB_STORE_USER | \
179                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
180                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
181                          SLAB_DEBUG_OBJECTS)
182 #else
183 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
184                          SLAB_CACHE_DMA | \
185                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
186                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
187                          SLAB_DEBUG_OBJECTS)
188 #endif
189
190 /*
191  * kmem_bufctl_t:
192  *
193  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
194  * linked offsets.
195  *
196  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
197  * slab an object belongs to.
198  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
199  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
200  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
201  * that does not use off-slab slabs.
202  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
203  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
204  * to have too many per slab.
205  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
206  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
207  */
208
209 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
210 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
211 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
212 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
213 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
214
215 /*
216  * struct slab
217  *
218  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
219  * for a slab, or allocated from an general cache.
220  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
221  */
222 struct slab {
223         struct list_head list;
224         unsigned long colouroff;
225         void *s_mem;            /* including colour offset */
226         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
227         kmem_bufctl_t free;
228         unsigned short nodeid;
229 };
230
231 /*
232  * struct slab_rcu
233  *
234  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
235  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
236  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
237  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
238  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
239  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
240  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
241  *
242  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
243  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
244  *
245  * We assume struct slab_rcu can overlay struct slab when destroying.
246  */
247 struct slab_rcu {
248         struct rcu_head head;
249         struct kmem_cache *cachep;
250         void *addr;
251 };
252
253 /*
254  * struct array_cache
255  *
256  * Purpose:
257  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
258  * - reduce the number of linked list operations
259  * - reduce spinlock operations
260  *
261  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
262  * footprint.
263  *
264  */
265 struct array_cache {
266         unsigned int avail;
267         unsigned int limit;
268         unsigned int batchcount;
269         unsigned int touched;
270         spinlock_t lock;
271         void *entry[];  /*
272                          * Must have this definition in here for the proper
273                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
274                          * the entries.
275                          */
276 };
277
278 /*
279  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
280  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
281  */
282 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
283 struct arraycache_init {
284         struct array_cache cache;
285         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
286 };
287
288 /*
289  * The slab lists for all objects.
290  */
291 struct kmem_list3 {
292         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
293         struct list_head slabs_full;
294         struct list_head slabs_free;
295         unsigned long free_objects;
296         unsigned int free_limit;
297         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
298         spinlock_t list_lock;
299         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
300         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
301         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
302         int free_touched;               /* updated without locking */
303 };
304
305 /*
306  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
307  */
308 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
309 struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
310 #define CACHE_CACHE 0
311 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
312 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
313
314 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
315                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
316 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
317                         int node);
318 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
319 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
320
321 /*
322  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
323  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
324  */
325 static __always_inline int index_of(const size_t size)
326 {
327         extern void __bad_size(void);
328
329         if (__builtin_constant_p(size)) {
330                 int i = 0;
331
332 #define CACHE(x) \
333         if (size <=x) \
334                 return i; \
335         else \
336                 i++;
337 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
338 #undef CACHE
339                 __bad_size();
340         } else
341                 __bad_size();
342         return 0;
343 }
344
345 static int slab_early_init = 1;
346
347 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
348 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
349
350 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
351 {
352         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
353         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
354         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
355         parent->shared = NULL;
356         parent->alien = NULL;
357         parent->colour_next = 0;
358         spin_lock_init(&parent->list_lock);
359         parent->free_objects = 0;
360         parent->free_touched = 0;
361 }
362
363 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
364         do {                                                            \
365                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
366                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
367         } while (0)
368
369 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
370         do {                                                            \
371         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
372         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
373         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
374         } while (0)
375
376 /*
377  * struct kmem_cache
378  *
379  * manages a cache.
380  */
381
382 struct kmem_cache {
383 /* 1) per-cpu data, touched during every alloc/free */
384         struct array_cache *array[NR_CPUS];
385 /* 2) Cache tunables. Protected by cache_chain_mutex */
386         unsigned int batchcount;
387         unsigned int limit;
388         unsigned int shared;
389
390         unsigned int buffer_size;
391         u32 reciprocal_buffer_size;
392 /* 3) touched by every alloc & free from the backend */
393
394         unsigned int flags;             /* constant flags */
395         unsigned int num;               /* # of objs per slab */
396
397 /* 4) cache_grow/shrink */
398         /* order of pgs per slab (2^n) */
399         unsigned int gfporder;
400
401         /* force GFP flags, e.g. GFP_DMA */
402         gfp_t gfpflags;
403
404         size_t colour;                  /* cache colouring range */
405         unsigned int colour_off;        /* colour offset */
406         struct kmem_cache *slabp_cache;
407         unsigned int slab_size;
408         unsigned int dflags;            /* dynamic flags */
409
410         /* constructor func */
411         void (*ctor)(void *obj);
412
413 /* 5) cache creation/removal */
414         const char *name;
415         struct list_head next;
416
417 /* 6) statistics */
418 #if STATS
419         unsigned long num_active;
420         unsigned long num_allocations;
421         unsigned long high_mark;
422         unsigned long grown;
423         unsigned long reaped;
424         unsigned long errors;
425         unsigned long max_freeable;
426         unsigned long node_allocs;
427         unsigned long node_frees;
428         unsigned long node_overflow;
429         atomic_t allochit;
430         atomic_t allocmiss;
431         atomic_t freehit;
432         atomic_t freemiss;
433 #endif
434 #if DEBUG
435         /*
436          * If debugging is enabled, then the allocator can add additional
437          * fields and/or padding to every object. buffer_size contains the total
438          * object size including these internal fields, the following two
439          * variables contain the offset to the user object and its size.
440          */
441         int obj_offset;
442         int obj_size;
443 #endif
444         /*
445          * We put nodelists[] at the end of kmem_cache, because we want to size
446          * this array to nr_node_ids slots instead of MAX_NUMNODES
447          * (see kmem_cache_init())
448          * We still use [MAX_NUMNODES] and not [1] or [0] because cache_cache
449          * is statically defined, so we reserve the max number of nodes.
450          */
451         struct kmem_list3 *nodelists[MAX_NUMNODES];
452         /*
453          * Do not add fields after nodelists[]
454          */
455 };
456
457 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
458 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
459
460 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
461 /*
462  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
463  * cpucache drain/refill cycles.
464  *
465  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
466  * which could lock up otherwise freeable slabs.
467  */
468 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
469 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
470
471 #if STATS
472 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
473 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
474 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
475 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
476 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
477 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
478         do {                                                            \
479                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
480                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
481         } while (0)
482 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
483 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
484 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
485 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
486 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
487         do {                                                            \
488                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
489                         (x)->max_freeable = i;                          \
490         } while (0)
491 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
492 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
493 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
494 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
495 #else
496 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
497 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
498 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
499 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
500 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { } while (0)
501 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
502 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
503 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
504 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
505 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
506 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
507 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
508 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
509 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
510 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
511 #endif
512
513 #if DEBUG
514
515 /*
516  * memory layout of objects:
517  * 0            : objp
518  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
519  *              the end of an object is aligned with the end of the real
520  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
521  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
522  *              redzone word.
523  * cachep->obj_offset: The real object.
524  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
525  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
526  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
527  */
528 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
529 {
530         return cachep->obj_offset;
531 }
532
533 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
534 {
535         return cachep->obj_size;
536 }
537
538 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
539 {
540         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
541         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
542                                       sizeof(unsigned long long));
543 }
544
545 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
546 {
547         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
548         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
549                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->buffer_size -
550                                               sizeof(unsigned long long) -
551                                               REDZONE_ALIGN);
552         return (unsigned long long *) (objp + cachep->buffer_size -
553                                        sizeof(unsigned long long));
554 }
555
556 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
557 {
558         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
559         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
560 }
561
562 #else
563
564 #define obj_offset(x)                   0
565 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
566 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
567 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
568 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
569
570 #endif
571
572 #ifdef CONFIG_KMEMTRACE
573 size_t slab_buffer_size(struct kmem_cache *cachep)
574 {
575         return cachep->buffer_size;
576 }
577 EXPORT_SYMBOL(slab_buffer_size);
578 #endif
579
580 /*
581  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
582  */
583 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
584 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
585 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
586
587 /*
588  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
589  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
590  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
591  */
592 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
593 {
594         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
595 }
596
597 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
598 {
599         page = compound_head(page);
600         BUG_ON(!PageSlab(page));
601         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
602 }
603
604 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
605 {
606         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
607 }
608
609 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
610 {
611         BUG_ON(!PageSlab(page));
612         return (struct slab *)page->lru.prev;
613 }
614
615 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
616 {
617         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
618         return page_get_cache(page);
619 }
620
621 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
622 {
623         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
624         return page_get_slab(page);
625 }
626
627 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
628                                  unsigned int idx)
629 {
630         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
631 }
632
633 /*
634  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
635  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
636  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
637  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
638  */
639 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
640                                         const struct slab *slab, void *obj)
641 {
642         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
643         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
644 }
645
646 /*
647  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
648  */
649 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
650 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
651 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
652         CACHE(ULONG_MAX)
653 #undef CACHE
654 };
655 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
656
657 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
658 struct cache_names {
659         char *name;
660         char *name_dma;
661 };
662
663 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
664 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
665 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
666         {NULL,}
667 #undef CACHE
668 };
669
670 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
671     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
672 static struct arraycache_init initarray_generic =
673     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
674
675 /* internal cache of cache description objs */
676 static struct kmem_cache cache_cache = {
677         .batchcount = 1,
678         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
679         .shared = 1,
680         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
681         .name = "kmem_cache",
682 };
683
684 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
685
686 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
687
688 /*
689  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
690  * for other slabs "off slab".
691  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
692  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
693  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
694  *
695  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
696  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
697  * then comes back up during hotplug
698  */
699 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
700 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
701
702 static inline void init_lock_keys(void)
703
704 {
705         int q;
706         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
707
708         while (s->cs_size != ULONG_MAX) {
709                 for_each_node(q) {
710                         struct array_cache **alc;
711                         int r;
712                         struct kmem_list3 *l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
713                         if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
714                                 continue;
715                         lockdep_set_class(&l3->list_lock, &on_slab_l3_key);
716                         alc = l3->alien;
717                         /*
718                          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
719                          * should go away when common slab code is taught to
720                          * work even without alien caches.
721                          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
722                          * for alloc_alien_cache,
723                          */
724                         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
725                                 continue;
726                         for_each_node(r) {
727                                 if (alc[r])
728                                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock,
729                                              &on_slab_alc_key);
730                         }
731                 }
732                 s++;
733         }
734 }
735 #else
736 static inline void init_lock_keys(void)
737 {
738 }
739 #endif
740
741 /*
742  * Guard access to the cache-chain.
743  */
744 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
745 static struct list_head cache_chain;
746
747 /*
748  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
749  * until the general caches are up.
750  */
751 static enum {
752         NONE,
753         PARTIAL_AC,
754         PARTIAL_L3,
755         FULL
756 } g_cpucache_up;
757
758 /*
759  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
760  */
761 int slab_is_available(void)
762 {
763         return g_cpucache_up == FULL;
764 }
765
766 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, reap_work);
767
768 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
769 {
770         return cachep->array[smp_processor_id()];
771 }
772
773 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
774                                                         gfp_t gfpflags)
775 {
776         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
777
778 #if DEBUG
779         /* This happens if someone tries to call
780          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
781          * the generic caches are initialized.
782          */
783         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
784 #endif
785         if (!size)
786                 return ZERO_SIZE_PTR;
787
788         while (size > csizep->cs_size)
789                 csizep++;
790
791         /*
792          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
793          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
794          * for large kmalloc calls required.
795          */
796 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
797         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
798                 return csizep->cs_dmacachep;
799 #endif
800         return csizep->cs_cachep;
801 }
802
803 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
804 {
805         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
806 }
807
808 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
809 {
810         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
811 }
812
813 /*
814  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
815  */
816 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
817                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
818                            unsigned int *num)
819 {
820         int nr_objs;
821         size_t mgmt_size;
822         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
823
824         /*
825          * The slab management structure can be either off the slab or
826          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
827          * slab is used for:
828          *
829          * - The struct slab
830          * - One kmem_bufctl_t for each object
831          * - Padding to respect alignment of @align
832          * - @buffer_size bytes for each object
833          *
834          * If the slab management structure is off the slab, then the
835          * alignment will already be calculated into the size. Because
836          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
837          * correct alignment when allocated.
838          */
839         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
840                 mgmt_size = 0;
841                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
842
843                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
844                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
845         } else {
846                 /*
847                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
848                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
849                  * least @align. In the worst case, this result will
850                  * be one greater than the number of objects that fit
851                  * into the memory allocation when taking the padding
852                  * into account.
853                  */
854                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
855                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
856
857                 /*
858                  * This calculated number will be either the right
859                  * amount, or one greater than what we want.
860                  */
861                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
862                        > slab_size)
863                         nr_objs--;
864
865                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
866                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
867
868                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
869         }
870         *num = nr_objs;
871         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
872 }
873
874 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
875
876 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
877                         char *msg)
878 {
879         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
880                function, cachep->name, msg);
881         dump_stack();
882 }
883
884 /*
885  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
886  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
887  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
888  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
889  * line
890   */
891
892 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
893 static int numa_platform __read_mostly = 1;
894 static int __init noaliencache_setup(char *s)
895 {
896         use_alien_caches = 0;
897         return 1;
898 }
899 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
900
901 #ifdef CONFIG_NUMA
902 /*
903  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
904  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
905  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
906  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
907  */
908 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, reap_node);
909
910 static void init_reap_node(int cpu)
911 {
912         int node;
913
914         node = next_node(cpu_to_node(cpu), node_online_map);
915         if (node == MAX_NUMNODES)
916                 node = first_node(node_online_map);
917
918         per_cpu(reap_node, cpu) = node;
919 }
920
921 static void next_reap_node(void)
922 {
923         int node = __get_cpu_var(reap_node);
924
925         node = next_node(node, node_online_map);
926         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
927                 node = first_node(node_online_map);
928         __get_cpu_var(reap_node) = node;
929 }
930
931 #else
932 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
933 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
934 #endif
935
936 /*
937  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
938  * via the workqueue/eventd.
939  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
940  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
941  * lock.
942  */
943 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
944 {
945         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(reap_work, cpu);
946
947         /*
948          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
949          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
950          * at that time.
951          */
952         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
953                 init_reap_node(cpu);
954                 INIT_DELAYED_WORK(reap_work, cache_reap);
955                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
956                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
957         }
958 }
959
960 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
961                                             int batchcount, gfp_t gfp)
962 {
963         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
964         struct array_cache *nc = NULL;
965
966         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
967         if (nc) {
968                 nc->avail = 0;
969                 nc->limit = entries;
970                 nc->batchcount = batchcount;
971                 nc->touched = 0;
972                 spin_lock_init(&nc->lock);
973         }
974         return nc;
975 }
976
977 /*
978  * Transfer objects in one arraycache to another.
979  * Locking must be handled by the caller.
980  *
981  * Return the number of entries transferred.
982  */
983 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
984                 struct array_cache *from, unsigned int max)
985 {
986         /* Figure out how many entries to transfer */
987         int nr = min(min(from->avail, max), to->limit - to->avail);
988
989         if (!nr)
990                 return 0;
991
992         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
993                         sizeof(void *) *nr);
994
995         from->avail -= nr;
996         to->avail += nr;
997         to->touched = 1;
998         return nr;
999 }
1000
1001 #ifndef CONFIG_NUMA
1002
1003 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1004 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1005
1006 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1007 {
1008         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1009 }
1010
1011 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1012 {
1013 }
1014
1015 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1016 {
1017         return 0;
1018 }
1019
1020 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1021                 gfp_t flags)
1022 {
1023         return NULL;
1024 }
1025
1026 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1027                  gfp_t flags, int nodeid)
1028 {
1029         return NULL;
1030 }
1031
1032 #else   /* CONFIG_NUMA */
1033
1034 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1035 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1036
1037 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1038 {
1039         struct array_cache **ac_ptr;
1040         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1041         int i;
1042
1043         if (limit > 1)
1044                 limit = 12;
1045         ac_ptr = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
1046         if (ac_ptr) {
1047                 for_each_node(i) {
1048                         if (i == node || !node_online(i)) {
1049                                 ac_ptr[i] = NULL;
1050                                 continue;
1051                         }
1052                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
1053                         if (!ac_ptr[i]) {
1054                                 for (i--; i >= 0; i--)
1055                                         kfree(ac_ptr[i]);
1056                                 kfree(ac_ptr);
1057                                 return NULL;
1058                         }
1059                 }
1060         }
1061         return ac_ptr;
1062 }
1063
1064 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1065 {
1066         int i;
1067
1068         if (!ac_ptr)
1069                 return;
1070         for_each_node(i)
1071             kfree(ac_ptr[i]);
1072         kfree(ac_ptr);
1073 }
1074
1075 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1076                                 struct array_cache *ac, int node)
1077 {
1078         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1079
1080         if (ac->avail) {
1081                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1082                 /*
1083                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1084                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1085                  * into the free lists and getting them back later.
1086                  */
1087                 if (rl3->shared)
1088                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1089
1090                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1091                 ac->avail = 0;
1092                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1093         }
1094 }
1095
1096 /*
1097  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1098  */
1099 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1100 {
1101         int node = __get_cpu_var(reap_node);
1102
1103         if (l3->alien) {
1104                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1105
1106                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1107                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1108                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1109                 }
1110         }
1111 }
1112
1113 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1114                                 struct array_cache **alien)
1115 {
1116         int i = 0;
1117         struct array_cache *ac;
1118         unsigned long flags;
1119
1120         for_each_online_node(i) {
1121                 ac = alien[i];
1122                 if (ac) {
1123                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1124                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1125                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1126                 }
1127         }
1128 }
1129
1130 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1131 {
1132         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1133         int nodeid = slabp->nodeid;
1134         struct kmem_list3 *l3;
1135         struct array_cache *alien = NULL;
1136         int node;
1137
1138         node = numa_node_id();
1139
1140         /*
1141          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1142          * cache on this cpu.
1143          */
1144         if (likely(slabp->nodeid == node))
1145                 return 0;
1146
1147         l3 = cachep->nodelists[node];
1148         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1149         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1150                 alien = l3->alien[nodeid];
1151                 spin_lock(&alien->lock);
1152                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1153                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1154                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1155                 }
1156                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1157                 spin_unlock(&alien->lock);
1158         } else {
1159                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1160                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1161                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1162         }
1163         return 1;
1164 }
1165 #endif
1166
1167 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1168 {
1169         struct kmem_cache *cachep;
1170         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1171         int node = cpu_to_node(cpu);
1172         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1173
1174         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1175                 struct array_cache *nc;
1176                 struct array_cache *shared;
1177                 struct array_cache **alien;
1178
1179                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1180                 nc = cachep->array[cpu];
1181                 cachep->array[cpu] = NULL;
1182                 l3 = cachep->nodelists[node];
1183
1184                 if (!l3)
1185                         goto free_array_cache;
1186
1187                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1188
1189                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1190                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1191                 if (nc)
1192                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1193
1194                 if (!cpus_empty(*mask)) {
1195                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1196                         goto free_array_cache;
1197                 }
1198
1199                 shared = l3->shared;
1200                 if (shared) {
1201                         free_block(cachep, shared->entry,
1202                                    shared->avail, node);
1203                         l3->shared = NULL;
1204                 }
1205
1206                 alien = l3->alien;
1207                 l3->alien = NULL;
1208
1209                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1210
1211                 kfree(shared);
1212                 if (alien) {
1213                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1214                         free_alien_cache(alien);
1215                 }
1216 free_array_cache:
1217                 kfree(nc);
1218         }
1219         /*
1220          * In the previous loop, all the objects were freed to
1221          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1222          * shrink each nodelist to its limit.
1223          */
1224         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1225                 l3 = cachep->nodelists[node];
1226                 if (!l3)
1227                         continue;
1228                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1229         }
1230 }
1231
1232 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1233 {
1234         struct kmem_cache *cachep;
1235         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1236         int node = cpu_to_node(cpu);
1237         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1238
1239         /*
1240          * We need to do this right in the beginning since
1241          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1242          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1243          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1244          */
1245
1246         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1247                 /*
1248                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1249                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1250                  * node has not already allocated this
1251                  */
1252                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1253                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1254                         if (!l3)
1255                                 goto bad;
1256                         kmem_list3_init(l3);
1257                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1258                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1259
1260                         /*
1261                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1262                          * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1263                          * protection here.
1264                          */
1265                         cachep->nodelists[node] = l3;
1266                 }
1267
1268                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1269                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1270                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1271                         cachep->batchcount + cachep->num;
1272                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1273         }
1274
1275         /*
1276          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1277          * array caches
1278          */
1279         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1280                 struct array_cache *nc;
1281                 struct array_cache *shared = NULL;
1282                 struct array_cache **alien = NULL;
1283
1284                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1285                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1286                 if (!nc)
1287                         goto bad;
1288                 if (cachep->shared) {
1289                         shared = alloc_arraycache(node,
1290                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1291                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1292                         if (!shared) {
1293                                 kfree(nc);
1294                                 goto bad;
1295                         }
1296                 }
1297                 if (use_alien_caches) {
1298                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1299                         if (!alien) {
1300                                 kfree(shared);
1301                                 kfree(nc);
1302                                 goto bad;
1303                         }
1304                 }
1305                 cachep->array[cpu] = nc;
1306                 l3 = cachep->nodelists[node];
1307                 BUG_ON(!l3);
1308
1309                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1310                 if (!l3->shared) {
1311                         /*
1312                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1313                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1314                          */
1315                         l3->shared = shared;
1316                         shared = NULL;
1317                 }
1318 #ifdef CONFIG_NUMA
1319                 if (!l3->alien) {
1320                         l3->alien = alien;
1321                         alien = NULL;
1322                 }
1323 #endif
1324                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1325                 kfree(shared);
1326                 free_alien_cache(alien);
1327         }
1328         return 0;
1329 bad:
1330         cpuup_canceled(cpu);
1331         return -ENOMEM;
1332 }
1333
1334 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1335                                     unsigned long action, void *hcpu)
1336 {
1337         long cpu = (long)hcpu;
1338         int err = 0;
1339
1340         switch (action) {
1341         case CPU_UP_PREPARE:
1342         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1343                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1344                 err = cpuup_prepare(cpu);
1345                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1346                 break;
1347         case CPU_ONLINE:
1348         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1349                 start_cpu_timer(cpu);
1350                 break;
1351 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1352         case CPU_DOWN_PREPARE:
1353         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1354                 /*
1355                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1356                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1357                  * anything expensive but will only modify reap_work
1358                  * and reschedule the timer.
1359                 */
1360                 cancel_rearming_delayed_work(&per_cpu(reap_work, cpu));
1361                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1362                 per_cpu(reap_work, cpu).work.func = NULL;
1363                 break;
1364         case CPU_DOWN_FAILED:
1365         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1366                 start_cpu_timer(cpu);
1367                 break;
1368         case CPU_DEAD:
1369         case CPU_DEAD_FROZEN:
1370                 /*
1371                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1372                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1373                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1374                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1375                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1376                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1377                  */
1378                 /* fall through */
1379 #endif
1380         case CPU_UP_CANCELED:
1381         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1382                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1383                 cpuup_canceled(cpu);
1384                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1385                 break;
1386         }
1387         return err ? NOTIFY_BAD : NOTIFY_OK;
1388 }
1389
1390 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1391         &cpuup_callback, NULL, 0
1392 };
1393
1394 /*
1395  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1396  */
1397 static void init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1398                         int nodeid)
1399 {
1400         struct kmem_list3 *ptr;
1401
1402         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_NOWAIT, nodeid);
1403         BUG_ON(!ptr);
1404
1405         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1406         /*
1407          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1408          */
1409         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1410
1411         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1412         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1413 }
1414
1415 /*
1416  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1417  * size of kmem_list3.
1418  */
1419 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1420 {
1421         int node;
1422
1423         for_each_online_node(node) {
1424                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1425                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1426                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1427                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1428         }
1429 }
1430
1431 /*
1432  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1433  * before smp_init().
1434  */
1435 void __init kmem_cache_init(void)
1436 {
1437         size_t left_over;
1438         struct cache_sizes *sizes;
1439         struct cache_names *names;
1440         int i;
1441         int order;
1442         int node;
1443
1444         if (num_possible_nodes() == 1) {
1445                 use_alien_caches = 0;
1446                 numa_platform = 0;
1447         }
1448
1449         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1450                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1451                 if (i < MAX_NUMNODES)
1452                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1453         }
1454         set_up_list3s(&cache_cache, CACHE_CACHE);
1455
1456         /*
1457          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1458          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1459          */
1460         if (num_physpages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1461                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1462
1463         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1464          * from caches that do not exist yet:
1465          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1466          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1467          *    cache_cache is statically allocated.
1468          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1469          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1470          *    array at the end of the bootstrap.
1471          * 2) Create the first kmalloc cache.
1472          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1473          *    An __init data area is used for the head array.
1474          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1475          *    head arrays.
1476          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1477          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1478          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1479          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1480          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1481          */
1482
1483         node = numa_node_id();
1484
1485         /* 1) create the cache_cache */
1486         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1487         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1488         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1489         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1490         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1491
1492         /*
1493          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids, which
1494          * can be less than MAX_NUMNODES.
1495          */
1496         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, nodelists) +
1497                                  nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1498 #if DEBUG
1499         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1500 #endif
1501         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1502                                         cache_line_size());
1503         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1504                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1505
1506         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1507                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1508                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1509                 if (cache_cache.num)
1510                         break;
1511         }
1512         BUG_ON(!cache_cache.num);
1513         cache_cache.gfporder = order;
1514         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1515         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1516                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1517
1518         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1519         sizes = malloc_sizes;
1520         names = cache_names;
1521
1522         /*
1523          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1524          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1525          * bug.
1526          */
1527
1528         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1529                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1530                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1531                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1532                                         NULL);
1533
1534         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1535                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1536                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1537                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1538                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1539                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1540                                 NULL);
1541         }
1542
1543         slab_early_init = 0;
1544
1545         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1546                 /*
1547                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1548                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1549                  * eliminates "false sharing".
1550                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1551                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1552                  */
1553                 if (!sizes->cs_cachep) {
1554                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1555                                         sizes->cs_size,
1556                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1557                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1558                                         NULL);
1559                 }
1560 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1561                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1562                                         names->name_dma,
1563                                         sizes->cs_size,
1564                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1565                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1566                                                 SLAB_PANIC,
1567                                         NULL);
1568 #endif
1569                 sizes++;
1570                 names++;
1571         }
1572         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1573         {
1574                 struct array_cache *ptr;
1575
1576                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1577
1578                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1579                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1580                        sizeof(struct arraycache_init));
1581                 /*
1582                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1583                  */
1584                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1585
1586                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1587
1588                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1589
1590                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1591                        != &initarray_generic.cache);
1592                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1593                        sizeof(struct arraycache_init));
1594                 /*
1595                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1596                  */
1597                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1598
1599                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1600                     ptr;
1601         }
1602         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1603         {
1604                 int nid;
1605
1606                 for_each_online_node(nid) {
1607                         init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1608
1609                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1610                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1611
1612                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1613                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1614                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1615                         }
1616                 }
1617         }
1618
1619         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1620         {
1621                 struct kmem_cache *cachep;
1622                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1623                 list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1624                         if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1625                                 BUG();
1626                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1627         }
1628
1629         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1630         init_lock_keys();
1631
1632
1633         /* Done! */
1634         g_cpucache_up = FULL;
1635
1636         /*
1637          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1638          * cpu_cache_get for all new cpus
1639          */
1640         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1641
1642         /*
1643          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1644          * of the kernel is not yet operational.
1645          */
1646 }
1647
1648 static int __init cpucache_init(void)
1649 {
1650         int cpu;
1651
1652         /*
1653          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1654          */
1655         for_each_online_cpu(cpu)
1656                 start_cpu_timer(cpu);
1657         return 0;
1658 }
1659 __initcall(cpucache_init);
1660
1661 /*
1662  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1663  *
1664  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1665  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1666  * would be relatively rare and ignorable.
1667  */
1668 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1669 {
1670         struct page *page;
1671         int nr_pages;
1672         int i;
1673
1674 #ifndef CONFIG_MMU
1675         /*
1676          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1677          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1678          */
1679         flags |= __GFP_COMP;
1680 #endif
1681
1682         flags |= cachep->gfpflags;
1683         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1684                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1685
1686         page = alloc_pages_node(nodeid, flags, cachep->gfporder);
1687         if (!page)
1688                 return NULL;
1689
1690         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1691         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1692                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1693                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1694         else
1695                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1696                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1697         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1698                 __SetPageSlab(page + i);
1699         return page_address(page);
1700 }
1701
1702 /*
1703  * Interface to system's page release.
1704  */
1705 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1706 {
1707         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1708         struct page *page = virt_to_page(addr);
1709         const unsigned long nr_freed = i;
1710
1711         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1712                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1713                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1714         else
1715                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1716                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1717         while (i--) {
1718                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1719                 __ClearPageSlab(page);
1720                 page++;
1721         }
1722         if (current->reclaim_state)
1723                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1724         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1725 }
1726
1727 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1728 {
1729         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1730         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1731
1732         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1733         if (OFF_SLAB(cachep))
1734                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1735 }
1736
1737 #if DEBUG
1738
1739 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1740 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1741                             unsigned long caller)
1742 {
1743         int size = obj_size(cachep);
1744
1745         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1746
1747         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1748                 return;
1749
1750         *addr++ = 0x12345678;
1751         *addr++ = caller;
1752         *addr++ = smp_processor_id();
1753         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1754         {
1755                 unsigned long *sptr = &caller;
1756                 unsigned long svalue;
1757
1758                 while (!kstack_end(sptr)) {
1759                         svalue = *sptr++;
1760                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1761                                 *addr++ = svalue;
1762                                 size -= sizeof(unsigned long);
1763                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1764                                         break;
1765                         }
1766                 }
1767
1768         }
1769         *addr++ = 0x87654321;
1770 }
1771 #endif
1772
1773 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1774 {
1775         int size = obj_size(cachep);
1776         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1777
1778         memset(addr, val, size);
1779         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1780 }
1781
1782 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1783 {
1784         int i;
1785         unsigned char error = 0;
1786         int bad_count = 0;
1787
1788         printk(KERN_ERR "%03x:", offset);
1789         for (i = 0; i < limit; i++) {
1790                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1791                         error = data[offset + i];
1792                         bad_count++;
1793                 }
1794                 printk(" %02x", (unsigned char)data[offset + i]);
1795         }
1796         printk("\n");
1797
1798         if (bad_count == 1) {
1799                 error ^= POISON_FREE;
1800                 if (!(error & (error - 1))) {
1801                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1802                                         "bad RAM.\n");
1803 #ifdef CONFIG_X86
1804                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1805                                         "test tool.\n");
1806 #else
1807                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1808 #endif
1809                 }
1810         }
1811 }
1812 #endif
1813
1814 #if DEBUG
1815
1816 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1817 {
1818         int i, size;
1819         char *realobj;
1820
1821         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1822                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1823                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1824                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1825         }
1826
1827         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1828                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1829                         *dbg_userword(cachep, objp));
1830                 print_symbol("(%s)",
1831                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1832                 printk("\n");
1833         }
1834         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1835         size = obj_size(cachep);
1836         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1837                 int limit;
1838                 limit = 16;
1839                 if (i + limit > size)
1840                         limit = size - i;
1841                 dump_line(realobj, i, limit);
1842         }
1843 }
1844
1845 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1846 {
1847         char *realobj;
1848         int size, i;
1849         int lines = 0;
1850
1851         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1852         size = obj_size(cachep);
1853
1854         for (i = 0; i < size; i++) {
1855                 char exp = POISON_FREE;
1856                 if (i == size - 1)
1857                         exp = POISON_END;
1858                 if (realobj[i] != exp) {
1859                         int limit;
1860                         /* Mismatch ! */
1861                         /* Print header */
1862                         if (lines == 0) {
1863                                 printk(KERN_ERR
1864                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1865                                         cachep->name, realobj, size);
1866                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1867                         }
1868                         /* Hexdump the affected line */
1869                         i = (i / 16) * 16;
1870                         limit = 16;
1871                         if (i + limit > size)
1872                                 limit = size - i;
1873                         dump_line(realobj, i, limit);
1874                         i += 16;
1875                         lines++;
1876                         /* Limit to 5 lines */
1877                         if (lines > 5)
1878                                 break;
1879                 }
1880         }
1881         if (lines != 0) {
1882                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1883                  * exist:
1884                  */
1885                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1886                 unsigned int objnr;
1887
1888                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1889                 if (objnr) {
1890                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1891                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1892                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1893                                realobj, size);
1894                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1895                 }
1896                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1897                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1898                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1899                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1900                                realobj, size);
1901                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1902                 }
1903         }
1904 }
1905 #endif
1906
1907 #if DEBUG
1908 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1909 {
1910         int i;
1911         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1912                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1913
1914                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1915 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1916                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1917                                         OFF_SLAB(cachep))
1918                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1919                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1920                         else
1921                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1922 #else
1923                         check_poison_obj(cachep, objp);
1924 #endif
1925                 }
1926                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1927                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1928                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1929                                            "was overwritten");
1930                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1931                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1932                                            "was overwritten");
1933                 }
1934         }
1935 }
1936 #else
1937 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1938 {
1939 }
1940 #endif
1941
1942 /**
1943  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1944  * @cachep: cache pointer being destroyed
1945  * @slabp: slab pointer being destroyed
1946  *
1947  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1948  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1949  * cache-lock is not held/needed.
1950  */
1951 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1952 {
1953         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
1954
1955         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
1956         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1957                 struct slab_rcu *slab_rcu;
1958
1959                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
1960                 slab_rcu->cachep = cachep;
1961                 slab_rcu->addr = addr;
1962                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
1963         } else {
1964                 kmem_freepages(cachep, addr);
1965                 if (OFF_SLAB(cachep))
1966                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
1967         }
1968 }
1969
1970 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
1971 {
1972         int i;
1973         struct kmem_list3 *l3;
1974
1975         for_each_online_cpu(i)
1976             kfree(cachep->array[i]);
1977
1978         /* NUMA: free the list3 structures */
1979         for_each_online_node(i) {
1980                 l3 = cachep->nodelists[i];
1981                 if (l3) {
1982                         kfree(l3->shared);
1983                         free_alien_cache(l3->alien);
1984                         kfree(l3);
1985                 }
1986         }
1987         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
1988 }
1989
1990
1991 /**
1992  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1993  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1994  * @size: size of objects to be created in this cache.
1995  * @align: required alignment for the objects.
1996  * @flags: slab allocation flags
1997  *
1998  * Also calculates the number of objects per slab.
1999  *
2000  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2001  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2002  * towards high-order requests, this should be changed.
2003  */
2004 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2005                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2006 {
2007         unsigned long offslab_limit;
2008         size_t left_over = 0;
2009         int gfporder;
2010
2011         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2012                 unsigned int num;
2013                 size_t remainder;
2014
2015                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2016                 if (!num)
2017                         continue;
2018
2019                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2020                         /*
2021                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2022                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2023                          * looping condition in cache_grow().
2024                          */
2025                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2026                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2027
2028                         if (num > offslab_limit)
2029                                 break;
2030                 }
2031
2032                 /* Found something acceptable - save it away */
2033                 cachep->num = num;
2034                 cachep->gfporder = gfporder;
2035                 left_over = remainder;
2036
2037                 /*
2038                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2039                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2040                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2041                  */
2042                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2043                         break;
2044
2045                 /*
2046                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2047                  * currently bad for the gfp()s.
2048                  */
2049                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2050                         break;
2051
2052                 /*
2053                  * Acceptable internal fragmentation?
2054                  */
2055                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2056                         break;
2057         }
2058         return left_over;
2059 }
2060
2061 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2062 {
2063         if (g_cpucache_up == FULL)
2064                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2065
2066         if (g_cpucache_up == NONE) {
2067                 /*
2068                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2069                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2070                  * further caches will BUG().
2071                  */
2072                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2073
2074                 /*
2075                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2076                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2077                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2078                  */
2079                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2080                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2081                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2082                 else
2083                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2084         } else {
2085                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2086                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2087
2088                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2089                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2090                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2091                 } else {
2092                         int node;
2093                         for_each_online_node(node) {
2094                                 cachep->nodelists[node] =
2095                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2096                                                 GFP_KERNEL, node);
2097                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2098                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2099                         }
2100                 }
2101         }
2102         cachep->nodelists[numa_node_id()]->next_reap =
2103                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2104                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2105
2106         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2107         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2108         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2109         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2110         cachep->batchcount = 1;
2111         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2112         return 0;
2113 }
2114
2115 /**
2116  * kmem_cache_create - Create a cache.
2117  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2118  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2119  * @align: The required alignment for the objects.
2120  * @flags: SLAB flags
2121  * @ctor: A constructor for the objects.
2122  *
2123  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2124  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2125  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2126  *
2127  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2128  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2129  * Note that kmem_cache_name() is not guaranteed to return the same pointer,
2130  * therefore applications must manage it themselves.
2131  *
2132  * The flags are
2133  *
2134  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2135  * to catch references to uninitialised memory.
2136  *
2137  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2138  * for buffer overruns.
2139  *
2140  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2141  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2142  * as davem.
2143  */
2144 struct kmem_cache *
2145 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2146         unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
2147 {
2148         size_t left_over, slab_size, ralign;
2149         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2150         gfp_t gfp;
2151
2152         /*
2153          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2154          */
2155         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2156             size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
2157                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __func__,
2158                                 name);
2159                 BUG();
2160         }
2161
2162         /*
2163          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2164          * cpu_online_mask as well.  Please see cpuup_callback
2165          */
2166         if (slab_is_available()) {
2167                 get_online_cpus();
2168                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2169         }
2170
2171         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2172                 char tmp;
2173                 int res;
2174
2175                 /*
2176                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2177                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2178                  * area of the module.  Print a warning.
2179                  */
2180                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2181                 if (res) {
2182                         printk(KERN_ERR
2183                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2184                                pc->buffer_size);
2185                         continue;
2186                 }
2187
2188                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2189                         printk(KERN_ERR
2190                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2191                         dump_stack();
2192                         goto oops;
2193                 }
2194         }
2195
2196 #if DEBUG
2197         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2198 #if FORCED_DEBUG
2199         /*
2200          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2201          * large objects, if the increased size would increase the object size
2202          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2203          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2204          */
2205         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2206                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2207                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2208         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2209                 flags |= SLAB_POISON;
2210 #endif
2211         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2212                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2213 #endif
2214         /*
2215          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2216          * isn't available.
2217          */
2218         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2219
2220         /*
2221          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2222          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2223          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2224          */
2225         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2226                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2227                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2228         }
2229
2230         /* calculate the final buffer alignment: */
2231
2232         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2233         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2234                 /*
2235                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2236                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2237                  * one cacheline.
2238                  */
2239                 ralign = cache_line_size();
2240                 while (size <= ralign / 2)
2241                         ralign /= 2;
2242         } else {
2243                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2244         }
2245
2246         /*
2247          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2248          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2249          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2250          */
2251         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2252                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2253
2254         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2255                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2256                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2257                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2258                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2259                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2260         }
2261
2262         /* 2) arch mandated alignment */
2263         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2264                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2265         }
2266         /* 3) caller mandated alignment */
2267         if (ralign < align) {
2268                 ralign = align;
2269         }
2270         /* disable debug if necessary */
2271         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2272                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2273         /*
2274          * 4) Store it.
2275          */
2276         align = ralign;
2277
2278         if (slab_is_available())
2279                 gfp = GFP_KERNEL;
2280         else
2281                 gfp = GFP_NOWAIT;
2282
2283         /* Get cache's description obj. */
2284         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, gfp);
2285         if (!cachep)
2286                 goto oops;
2287
2288 #if DEBUG
2289         cachep->obj_size = size;
2290
2291         /*
2292          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2293          * into align above.
2294          */
2295         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2296                 /* add space for red zone words */
2297                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2298                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2299         }
2300         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2301                 /* user store requires one word storage behind the end of
2302                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2303                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2304                  */
2305                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2306                         size += REDZONE_ALIGN;
2307                 else
2308                         size += BYTES_PER_WORD;
2309         }
2310 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2311         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2312             && cachep->obj_size > cache_line_size() && size < PAGE_SIZE) {
2313                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - size;
2314                 size = PAGE_SIZE;
2315         }
2316 #endif
2317 #endif
2318
2319         /*
2320          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2321          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2322          * it too early on.)
2323          */
2324         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init)
2325                 /*
2326                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2327                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2328                  */
2329                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2330
2331         size = ALIGN(size, align);
2332
2333         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2334
2335         if (!cachep->num) {
2336                 printk(KERN_ERR
2337                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2338                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2339                 cachep = NULL;
2340                 goto oops;
2341         }
2342         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2343                           + sizeof(struct slab), align);
2344
2345         /*
2346          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2347          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2348          */
2349         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2350                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2351                 left_over -= slab_size;
2352         }
2353
2354         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2355                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2356                 slab_size =
2357                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2358         }
2359
2360         cachep->colour_off = cache_line_size();
2361         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2362         if (cachep->colour_off < align)
2363                 cachep->colour_off = align;
2364         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2365         cachep->slab_size = slab_size;
2366         cachep->flags = flags;
2367         cachep->gfpflags = 0;
2368         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2369                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2370         cachep->buffer_size = size;
2371         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2372
2373         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2374                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2375                 /*
2376                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2377                  * But since we go off slab only for object size greater than
2378                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2379                  * this should not happen at all.
2380                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2381                  */
2382                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2383         }
2384         cachep->ctor = ctor;
2385         cachep->name = name;
2386
2387         if (setup_cpu_cache(cachep, gfp)) {
2388                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2389                 cachep = NULL;
2390                 goto oops;
2391         }
2392
2393         /* cache setup completed, link it into the list */
2394         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2395 oops:
2396         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2397                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2398                       name);
2399         if (slab_is_available()) {
2400                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2401                 put_online_cpus();
2402         }
2403         return cachep;
2404 }
2405 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2406
2407 #if DEBUG
2408 static void check_irq_off(void)
2409 {
2410         BUG_ON(!irqs_disabled());
2411 }
2412
2413 static void check_irq_on(void)
2414 {
2415         BUG_ON(irqs_disabled());
2416 }
2417
2418 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2419 {
2420 #ifdef CONFIG_SMP
2421         check_irq_off();
2422         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_node_id()]->list_lock);
2423 #endif
2424 }
2425
2426 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2427 {
2428 #ifdef CONFIG_SMP
2429         check_irq_off();
2430         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2431 #endif
2432 }
2433
2434 #else
2435 #define check_irq_off() do { } while(0)
2436 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2437 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2438 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2439 #endif
2440
2441 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2442                         struct array_cache *ac,
2443                         int force, int node);
2444
2445 static void do_drain(void *arg)
2446 {
2447         struct kmem_cache *cachep = arg;
2448         struct array_cache *ac;
2449         int node = numa_node_id();
2450
2451         check_irq_off();
2452         ac = cpu_cache_get(cachep);
2453         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2454         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2455         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2456         ac->avail = 0;
2457 }
2458
2459 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2460 {
2461         struct kmem_list3 *l3;
2462         int node;
2463
2464         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2465         check_irq_on();
2466         for_each_online_node(node) {
2467                 l3 = cachep->nodelists[node];
2468                 if (l3 && l3->alien)
2469                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2470         }
2471
2472         for_each_online_node(node) {
2473                 l3 = cachep->nodelists[node];
2474                 if (l3)
2475                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2476         }
2477 }
2478
2479 /*
2480  * Remove slabs from the list of free slabs.
2481  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2482  *
2483  * Returns the actual number of slabs released.
2484  */
2485 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2486                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2487 {
2488         struct list_head *p;
2489         int nr_freed;
2490         struct slab *slabp;
2491
2492         nr_freed = 0;
2493         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2494
2495                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2496                 p = l3->slabs_free.prev;
2497                 if (p == &l3->slabs_free) {
2498                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2499                         goto out;
2500                 }
2501
2502                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2503 #if DEBUG
2504                 BUG_ON(slabp->inuse);
2505 #endif
2506                 list_del(&slabp->list);
2507                 /*
2508                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2509                  * to the cache.
2510                  */
2511                 l3->free_objects -= cache->num;
2512                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2513                 slab_destroy(cache, slabp);
2514                 nr_freed++;
2515         }
2516 out:
2517         return nr_freed;
2518 }
2519
2520 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2521 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2522 {
2523         int ret = 0, i = 0;
2524         struct kmem_list3 *l3;
2525
2526         drain_cpu_caches(cachep);
2527
2528         check_irq_on();
2529         for_each_online_node(i) {
2530                 l3 = cachep->nodelists[i];
2531                 if (!l3)
2532                         continue;
2533
2534                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2535
2536                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2537                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2538         }
2539         return (ret ? 1 : 0);
2540 }
2541
2542 /**
2543  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2544  * @cachep: The cache to shrink.
2545  *
2546  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2547  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2548  */
2549 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2550 {
2551         int ret;
2552         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2553
2554         get_online_cpus();
2555         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2556         ret = __cache_shrink(cachep);
2557         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2558         put_online_cpus();
2559         return ret;
2560 }
2561 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2562
2563 /**
2564  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2565  * @cachep: the cache to destroy
2566  *
2567  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2568  *
2569  * It is expected this function will be called by a module when it is
2570  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2571  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2572  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2573  *
2574  * The cache must be empty before calling this function.
2575  *
2576  * The caller must guarantee that noone will allocate memory from the cache
2577  * during the kmem_cache_destroy().
2578  */
2579 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2580 {
2581         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2582
2583         /* Find the cache in the chain of caches. */
2584         get_online_cpus();
2585         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2586         /*
2587          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2588          */
2589         list_del(&cachep->next);
2590         if (__cache_shrink(cachep)) {
2591                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2592                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2593                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2594                 put_online_cpus();
2595                 return;
2596         }
2597
2598         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2599                 synchronize_rcu();
2600
2601         __kmem_cache_destroy(cachep);
2602         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2603         put_online_cpus();
2604 }
2605 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2606
2607 /*
2608  * Get the memory for a slab management obj.
2609  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2610  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2611  * come from the same cache which is getting created because,
2612  * when we are searching for an appropriate cache for these
2613  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2614  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2615  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2616  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2617  */
2618 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2619                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2620                                    int nodeid)
2621 {
2622         struct slab *slabp;
2623
2624         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2625                 /* Slab management obj is off-slab. */
2626                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2627                                               local_flags, nodeid);
2628                 if (!slabp)
2629                         return NULL;
2630         } else {
2631                 slabp = objp + colour_off;
2632                 colour_off += cachep->slab_size;
2633         }
2634         slabp->inuse = 0;
2635         slabp->colouroff = colour_off;
2636         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2637         slabp->nodeid = nodeid;
2638         slabp->free = 0;
2639         return slabp;
2640 }
2641
2642 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2643 {
2644         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2645 }
2646
2647 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2648                             struct slab *slabp)
2649 {
2650         int i;
2651
2652         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2653                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2654 #if DEBUG
2655                 /* need to poison the objs? */
2656                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2657                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2658                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2659                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2660
2661                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2662                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2663                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2664                 }
2665                 /*
2666                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2667                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2668                  * They must also be threaded.
2669                  */
2670                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2671                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2672
2673                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2674                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2675                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2676                                            " end of an object");
2677                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2678                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2679                                            " start of an object");
2680                 }
2681                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2682                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2683                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2684                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2685 #else
2686                 if (cachep->ctor)
2687                         cachep->ctor(objp);
2688 #endif
2689                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2690         }
2691         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2692 }
2693
2694 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2695 {
2696         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2697                 if (flags & GFP_DMA)
2698                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2699                 else
2700                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2701         }
2702 }
2703
2704 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2705                                 int nodeid)
2706 {
2707         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2708         kmem_bufctl_t next;
2709
2710         slabp->inuse++;
2711         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2712 #if DEBUG
2713         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2714         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2715 #endif
2716         slabp->free = next;
2717
2718         return objp;
2719 }
2720
2721 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2722                                 void *objp, int nodeid)
2723 {
2724         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2725
2726 #if DEBUG
2727         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2728         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2729
2730         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2731                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2732                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2733                 BUG();
2734         }
2735 #endif
2736         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2737         slabp->free = objnr;
2738         slabp->inuse--;
2739 }
2740
2741 /*
2742  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2743  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2744  * virtual address for kfree, ksize, kmem_ptr_validate, and slab debugging.
2745  */
2746 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2747                            void *addr)
2748 {
2749         int nr_pages;
2750         struct page *page;
2751
2752         page = virt_to_page(addr);
2753
2754         nr_pages = 1;
2755         if (likely(!PageCompound(page)))
2756                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2757
2758         do {
2759                 page_set_cache(page, cache);
2760                 page_set_slab(page, slab);
2761                 page++;
2762         } while (--nr_pages);
2763 }
2764
2765 /*
2766  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2767  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2768  */
2769 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2770                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2771 {
2772         struct slab *slabp;
2773         size_t offset;
2774         gfp_t local_flags;
2775         struct kmem_list3 *l3;
2776
2777         /*
2778          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2779          * critical path in kmem_cache_alloc().
2780          */
2781         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2782         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2783
2784         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2785         check_irq_off();
2786         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2787         spin_lock(&l3->list_lock);
2788
2789         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2790         offset = l3->colour_next;
2791         l3->colour_next++;
2792         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2793                 l3->colour_next = 0;
2794         spin_unlock(&l3->list_lock);
2795
2796         offset *= cachep->colour_off;
2797
2798         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2799                 local_irq_enable();
2800
2801         /*
2802          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2803          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2804          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2805          * will eventually be caught here (where it matters).
2806          */
2807         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2808
2809         /*
2810          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2811          * 'nodeid'.
2812          */
2813         if (!objp)
2814                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2815         if (!objp)
2816                 goto failed;
2817
2818         /* Get slab management. */
2819         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2820                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2821         if (!slabp)
2822                 goto opps1;
2823
2824         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2825
2826         cache_init_objs(cachep, slabp);
2827
2828         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2829                 local_irq_disable();
2830         check_irq_off();
2831         spin_lock(&l3->list_lock);
2832
2833         /* Make slab active. */
2834         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2835         STATS_INC_GROWN(cachep);
2836         l3->free_objects += cachep->num;
2837         spin_unlock(&l3->list_lock);
2838         return 1;
2839 opps1:
2840         kmem_freepages(cachep, objp);
2841 failed:
2842         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2843                 local_irq_disable();
2844         return 0;
2845 }
2846
2847 #if DEBUG
2848
2849 /*
2850  * Perform extra freeing checks:
2851  * - detect bad pointers.
2852  * - POISON/RED_ZONE checking
2853  */
2854 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2855 {
2856         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2857                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2858                        (unsigned long)objp);
2859                 BUG();
2860         }
2861 }
2862
2863 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2864 {
2865         unsigned long long redzone1, redzone2;
2866
2867         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2868         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2869
2870         /*
2871          * Redzone is ok.
2872          */
2873         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2874                 return;
2875
2876         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2877                 slab_error(cache, "double free detected");
2878         else
2879                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2880
2881         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2882                         obj, redzone1, redzone2);
2883 }
2884
2885 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2886                                    void *caller)
2887 {
2888         struct page *page;
2889         unsigned int objnr;
2890         struct slab *slabp;
2891
2892         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2893
2894         objp -= obj_offset(cachep);
2895         kfree_debugcheck(objp);
2896         page = virt_to_head_page(objp);
2897
2898         slabp = page_get_slab(page);
2899
2900         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2901                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2902                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2903                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2904         }
2905         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2906                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
2907
2908         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2909
2910         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2911         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2912
2913 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2914         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2915 #endif
2916         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2917 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2918                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2919                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
2920                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2921                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2922                 } else {
2923                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2924                 }
2925 #else
2926                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2927 #endif
2928         }
2929         return objp;
2930 }
2931
2932 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2933 {
2934         kmem_bufctl_t i;
2935         int entries = 0;
2936
2937         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2938         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2939                 entries++;
2940                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2941                         goto bad;
2942         }
2943         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2944 bad:
2945                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2946                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
2947                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
2948                 for (i = 0;
2949                      i < sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t);
2950                      i++) {
2951                         if (i % 16 == 0)
2952                                 printk("\n%03x:", i);
2953                         printk(" %02x", ((unsigned char *)slabp)[i]);
2954                 }
2955                 printk("\n");
2956                 BUG();
2957         }
2958 }
2959 #else
2960 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2961 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2962 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2963 #endif
2964
2965 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2966 {
2967         int batchcount;
2968         struct kmem_list3 *l3;
2969         struct array_cache *ac;
2970         int node;
2971
2972 retry:
2973         check_irq_off();
2974         node = numa_node_id();
2975         ac = cpu_cache_get(cachep);
2976         batchcount = ac->batchcount;
2977         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2978                 /*
2979                  * If there was little recent activity on this cache, then
2980                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2981                  * refill bouncing.
2982                  */
2983                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2984         }
2985         l3 = cachep->nodelists[node];
2986
2987         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
2988         spin_lock(&l3->list_lock);
2989
2990         /* See if we can refill from the shared array */
2991         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount))
2992                 goto alloc_done;
2993
2994         while (batchcount > 0) {
2995                 struct list_head *entry;
2996                 struct slab *slabp;
2997                 /* Get slab alloc is to come from. */
2998                 entry = l3->slabs_partial.next;
2999                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
3000                         l3->free_touched = 1;
3001                         entry = l3->slabs_free.next;
3002                         if (entry == &l3->slabs_free)
3003                                 goto must_grow;
3004                 }
3005
3006                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3007                 check_slabp(cachep, slabp);
3008                 check_spinlock_acquired(cachep);
3009
3010                 /*
3011                  * The slab was either on partial or free list so
3012                  * there must be at least one object available for
3013                  * allocation.
3014                  */
3015                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3016
3017                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3018                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3019                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3020                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3021
3022                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
3023                                                             node);
3024                 }
3025                 check_slabp(cachep, slabp);
3026
3027                 /* move slabp to correct slabp list: */
3028                 list_del(&slabp->list);
3029                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3030                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3031                 else
3032                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3033         }
3034
3035 must_grow:
3036         l3->free_objects -= ac->avail;
3037 alloc_done:
3038         spin_unlock(&l3->list_lock);
3039
3040         if (unlikely(!ac->avail)) {
3041                 int x;
3042                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3043
3044                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3045                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3046                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3047                         return NULL;
3048
3049                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3050                         goto retry;
3051         }
3052         ac->touched = 1;
3053         return ac->entry[--ac->avail];
3054 }
3055
3056 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3057                                                 gfp_t flags)
3058 {
3059         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3060 #if DEBUG
3061         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3062 #endif
3063 }
3064
3065 #if DEBUG
3066 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3067                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3068 {
3069         if (!objp)
3070                 return objp;
3071         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3072 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3073                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3074                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3075                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3076                 else
3077                         check_poison_obj(cachep, objp);
3078 #else
3079                 check_poison_obj(cachep, objp);
3080 #endif
3081                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3082         }
3083         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3084                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3085
3086         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3087                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3088                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3089                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3090                                                 " object was overwritten");
3091                         printk(KERN_ERR
3092                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3093                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3094                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3095                 }
3096                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3097                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3098         }
3099 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3100         {
3101                 struct slab *slabp;
3102                 unsigned objnr;
3103
3104                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3105                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3106                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3107         }
3108 #endif
3109         objp += obj_offset(cachep);
3110         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3111                 cachep->ctor(objp);
3112 #if ARCH_SLAB_MINALIGN
3113         if ((u32)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1)) {
3114                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3115                        objp, ARCH_SLAB_MINALIGN);
3116         }
3117 #endif
3118         return objp;
3119 }
3120 #else
3121 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3122 #endif
3123
3124 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3125 {
3126         if (cachep == &cache_cache)
3127                 return false;
3128
3129         return should_failslab(obj_size(cachep), flags);
3130 }
3131
3132 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3133 {
3134         void *objp;
3135         struct array_cache *ac;
3136
3137         check_irq_off();
3138
3139         ac = cpu_cache_get(cachep);
3140         if (likely(ac->avail)) {
3141                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3142                 ac->touched = 1;
3143                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3144         } else {
3145                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3146                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3147         }
3148         return objp;
3149 }
3150
3151 #ifdef CONFIG_NUMA
3152 /*
3153  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3154  *
3155  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3156  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3157  */
3158 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3159 {
3160         int nid_alloc, nid_here;
3161
3162         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3163                 return NULL;
3164         nid_alloc = nid_here = numa_node_id();
3165         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3166                 nid_alloc = cpuset_mem_spread_node();
3167         else if (current->mempolicy)
3168                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3169         if (nid_alloc != nid_here)
3170                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3171         return NULL;
3172 }
3173
3174 /*
3175  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3176  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3177  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3178  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3179  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3180  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3181  */
3182 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3183 {
3184         struct zonelist *zonelist;
3185         gfp_t local_flags;
3186         struct zoneref *z;
3187         struct zone *zone;
3188         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3189         void *obj = NULL;
3190         int nid;
3191
3192         if (flags & __GFP_THISNODE)
3193                 return NULL;
3194
3195         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
3196         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3197
3198 retry:
3199         /*
3200          * Look through allowed nodes for objects available
3201          * from existing per node queues.
3202          */
3203         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3204                 nid = zone_to_nid(zone);
3205
3206                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3207                         cache->nodelists[nid] &&
3208                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3209                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3210                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3211                                 if (obj)
3212                                         break;
3213                 }
3214         }
3215
3216         if (!obj) {
3217                 /*
3218                  * This allocation will be performed within the constraints
3219                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3220                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3221                  * set and go into memory reserves if necessary.
3222                  */
3223                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3224                         local_irq_enable();
3225                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3226                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, -1);
3227                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3228                         local_irq_disable();
3229                 if (obj) {
3230                         /*
3231                          * Insert into the appropriate per node queues
3232                          */
3233                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3234                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3235                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3236                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3237                                 if (!obj)
3238                                         /*
3239                                          * Another processor may allocate the
3240                                          * objects in the slab since we are
3241                                          * not holding any locks.
3242                                          */
3243                                         goto retry;
3244                         } else {
3245                                 /* cache_grow already freed obj */
3246                                 obj = NULL;
3247                         }
3248                 }
3249         }
3250         return obj;
3251 }
3252
3253 /*
3254  * A interface to enable slab creation on nodeid
3255  */
3256 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3257                                 int nodeid)
3258 {
3259         struct list_head *entry;
3260         struct slab *slabp;
3261         struct kmem_list3 *l3;
3262         void *obj;
3263         int x;
3264
3265         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3266         BUG_ON(!l3);
3267
3268 retry:
3269         check_irq_off();
3270         spin_lock(&l3->list_lock);
3271         entry = l3->slabs_partial.next;
3272         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3273                 l3->free_touched = 1;
3274                 entry = l3->slabs_free.next;
3275                 if (entry == &l3->slabs_free)
3276                         goto must_grow;
3277         }
3278
3279         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3280         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3281         check_slabp(cachep, slabp);
3282
3283         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3284         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3285         STATS_SET_HIGH(cachep);
3286
3287         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3288
3289         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3290         check_slabp(cachep, slabp);
3291         l3->free_objects--;
3292         /* move slabp to correct slabp list: */
3293         list_del(&slabp->list);
3294
3295         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3296                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3297         else
3298                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3299
3300         spin_unlock(&l3->list_lock);
3301         goto done;
3302
3303 must_grow:
3304         spin_unlock(&l3->list_lock);
3305         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3306         if (x)
3307                 goto retry;
3308
3309         return fallback_alloc(cachep, flags);
3310
3311 done:
3312         return obj;
3313 }
3314
3315 /**
3316  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3317  * @cachep: The cache to allocate from.
3318  * @flags: See kmalloc().
3319  * @nodeid: node number of the target node.
3320  * @caller: return address of caller, used for debug information
3321  *
3322  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3323  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3324  *
3325  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3326  */
3327 static __always_inline void *
3328 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3329                    void *caller)
3330 {
3331         unsigned long save_flags;
3332         void *ptr;
3333
3334         lockdep_trace_alloc(flags);
3335
3336         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3337                 return NULL;
3338
3339         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3340         local_irq_save(save_flags);
3341
3342         if (unlikely(nodeid == -1))
3343                 nodeid = numa_node_id();
3344
3345         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3346                 /* Node not bootstrapped yet */
3347                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3348                 goto out;
3349         }
3350
3351         if (nodeid == numa_node_id()) {
3352                 /*
3353                  * Use the locally cached objects if possible.
3354                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3355                  * to other nodes. It may fail while we still have
3356                  * objects on other nodes available.
3357                  */
3358                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3359                 if (ptr)
3360                         goto out;
3361         }
3362         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3363         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3364   out:
3365         local_irq_restore(save_flags);
3366         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3367
3368         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3369                 memset(ptr, 0, obj_size(cachep));
3370
3371         return ptr;
3372 }
3373
3374 static __always_inline void *
3375 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3376 {
3377         void *objp;
3378
3379         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3380                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3381                 if (objp)
3382                         goto out;
3383         }
3384         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3385
3386         /*
3387          * We may just have run out of memory on the local node.
3388          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3389          */
3390         if (!objp)
3391                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_node_id());
3392
3393   out:
3394         return objp;