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