ARM: OMAP3: PM: remove access to PRM_VOLTCTRL register
[pandora-kernel.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/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/uaccess.h>
108 #include        <linux/nodemask.h>
109 #include        <linux/kmemleak.h>
110 #include        <linux/mempolicy.h>
111 #include        <linux/mutex.h>
112 #include        <linux/fault-inject.h>
113 #include        <linux/rtmutex.h>
114 #include        <linux/reciprocal_div.h>
115 #include        <linux/debugobjects.h>
116 #include        <linux/kmemcheck.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118 #include        <linux/prefetch.h>
119
120 #include        <asm/cacheflush.h>
121 #include        <asm/tlbflush.h>
122 #include        <asm/page.h>
123
124 /*
125  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
126  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
127  *
128  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
129  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
130  *
131  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
132  */
133
134 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
135 #define DEBUG           1
136 #define STATS           1
137 #define FORCED_DEBUG    1
138 #else
139 #define DEBUG           0
140 #define STATS           0
141 #define FORCED_DEBUG    0
142 #endif
143
144 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
145 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
146 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
147
148 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
149 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
150 #endif
151
152 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
153 #if DEBUG
154 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
155                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
156                          SLAB_CACHE_DMA | \
157                          SLAB_STORE_USER | \
158                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
159                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
160                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE | SLAB_NOTRACK)
161 #else
162 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
163                          SLAB_CACHE_DMA | \
164                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
165                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
166                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE | SLAB_NOTRACK)
167 #endif
168
169 /*
170  * kmem_bufctl_t:
171  *
172  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
173  * linked offsets.
174  *
175  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
176  * slab an object belongs to.
177  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
178  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
179  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
180  * that does not use off-slab slabs.
181  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
182  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
183  * to have too many per slab.
184  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
185  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
186  */
187
188 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
189 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
190 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
191 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
192 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
193
194 /*
195  * struct slab_rcu
196  *
197  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
198  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
199  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
200  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
201  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
202  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
203  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
204  *
205  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
206  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
207  */
208 struct slab_rcu {
209         struct rcu_head head;
210         struct kmem_cache *cachep;
211         void *addr;
212 };
213
214 /*
215  * struct slab
216  *
217  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
218  * for a slab, or allocated from an general cache.
219  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
220  */
221 struct slab {
222         union {
223                 struct {
224                         struct list_head list;
225                         unsigned long colouroff;
226                         void *s_mem;            /* including colour offset */
227                         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
228                         kmem_bufctl_t free;
229                         unsigned short nodeid;
230                 };
231                 struct slab_rcu __slab_cover_slab_rcu;
232         };
233 };
234
235 /*
236  * struct array_cache
237  *
238  * Purpose:
239  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
240  * - reduce the number of linked list operations
241  * - reduce spinlock operations
242  *
243  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
244  * footprint.
245  *
246  */
247 struct array_cache {
248         unsigned int avail;
249         unsigned int limit;
250         unsigned int batchcount;
251         unsigned int touched;
252         spinlock_t lock;
253         void *entry[];  /*
254                          * Must have this definition in here for the proper
255                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
256                          * the entries.
257                          */
258 };
259
260 /*
261  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
262  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
263  */
264 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
265 struct arraycache_init {
266         struct array_cache cache;
267         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
268 };
269
270 /*
271  * The slab lists for all objects.
272  */
273 struct kmem_list3 {
274         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
275         struct list_head slabs_full;
276         struct list_head slabs_free;
277         unsigned long free_objects;
278         unsigned int free_limit;
279         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
280         spinlock_t list_lock;
281         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
282         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
283         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
284         int free_touched;               /* updated without locking */
285 };
286
287 /*
288  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
289  */
290 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
291 static struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
292 #define CACHE_CACHE 0
293 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
294 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
295
296 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
297                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
298 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
299                         int node);
300 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
301 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
302
303 /*
304  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
305  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
306  */
307 static __always_inline int index_of(const size_t size)
308 {
309         extern void __bad_size(void);
310
311         if (__builtin_constant_p(size)) {
312                 int i = 0;
313
314 #define CACHE(x) \
315         if (size <=x) \
316                 return i; \
317         else \
318                 i++;
319 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
320 #undef CACHE
321                 __bad_size();
322         } else
323                 __bad_size();
324         return 0;
325 }
326
327 static int slab_early_init = 1;
328
329 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
330 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
331
332 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
333 {
334         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
335         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
336         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
337         parent->shared = NULL;
338         parent->alien = NULL;
339         parent->colour_next = 0;
340         spin_lock_init(&parent->list_lock);
341         parent->free_objects = 0;
342         parent->free_touched = 0;
343 }
344
345 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
346         do {                                                            \
347                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
348                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
349         } while (0)
350
351 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
352         do {                                                            \
353         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
354         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
355         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
356         } while (0)
357
358 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
359 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
360
361 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
362 /*
363  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
364  * cpucache drain/refill cycles.
365  *
366  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
367  * which could lock up otherwise freeable slabs.
368  */
369 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
370 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
371
372 #if STATS
373 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
374 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
375 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
376 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
377 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
378 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
379         do {                                                            \
380                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
381                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
382         } while (0)
383 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
384 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
385 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
386 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
387 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
388         do {                                                            \
389                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
390                         (x)->max_freeable = i;                          \
391         } while (0)
392 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
393 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
394 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
395 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
396 #else
397 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
398 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
399 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
400 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
401 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
402 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
403 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
404 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
405 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
406 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
407 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
408 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
409 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
410 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
411 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
412 #endif
413
414 #if DEBUG
415
416 /*
417  * memory layout of objects:
418  * 0            : objp
419  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
420  *              the end of an object is aligned with the end of the real
421  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
422  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
423  *              redzone word.
424  * cachep->obj_offset: The real object.
425  * cachep->buffer_size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
426  * cachep->buffer_size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
427  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
428  */
429 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
430 {
431         return cachep->obj_offset;
432 }
433
434 static int obj_size(struct kmem_cache *cachep)
435 {
436         return cachep->obj_size;
437 }
438
439 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
440 {
441         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
442         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
443                                       sizeof(unsigned long long));
444 }
445
446 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
447 {
448         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
449         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
450                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->buffer_size -
451                                               sizeof(unsigned long long) -
452                                               REDZONE_ALIGN);
453         return (unsigned long long *) (objp + cachep->buffer_size -
454                                        sizeof(unsigned long long));
455 }
456
457 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
458 {
459         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
460         return (void **)(objp + cachep->buffer_size - BYTES_PER_WORD);
461 }
462
463 #else
464
465 #define obj_offset(x)                   0
466 #define obj_size(cachep)                (cachep->buffer_size)
467 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
468 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
469 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
470
471 #endif
472
473 #ifdef CONFIG_TRACING
474 size_t slab_buffer_size(struct kmem_cache *cachep)
475 {
476         return cachep->buffer_size;
477 }
478 EXPORT_SYMBOL(slab_buffer_size);
479 #endif
480
481 /*
482  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab.
483  */
484 #define BREAK_GFP_ORDER_HI      1
485 #define BREAK_GFP_ORDER_LO      0
486 static int slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_LO;
487
488 /*
489  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
490  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
491  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
492  */
493 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
494 {
495         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
496 }
497
498 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
499 {
500         page = compound_head(page);
501         BUG_ON(!PageSlab(page));
502         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
503 }
504
505 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
506 {
507         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
508 }
509
510 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
511 {
512         BUG_ON(!PageSlab(page));
513         return (struct slab *)page->lru.prev;
514 }
515
516 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
517 {
518         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
519         return page_get_cache(page);
520 }
521
522 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
523 {
524         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
525         return page_get_slab(page);
526 }
527
528 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
529                                  unsigned int idx)
530 {
531         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
532 }
533
534 /*
535  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
536  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
537  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
538  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
539  */
540 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
541                                         const struct slab *slab, void *obj)
542 {
543         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
544         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
545 }
546
547 /*
548  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
549  */
550 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
551 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
552 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
553         CACHE(ULONG_MAX)
554 #undef CACHE
555 };
556 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
557
558 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
559 struct cache_names {
560         char *name;
561         char *name_dma;
562 };
563
564 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
565 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
566 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
567         {NULL,}
568 #undef CACHE
569 };
570
571 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
572     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
573 static struct arraycache_init initarray_generic =
574     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
575
576 /* internal cache of cache description objs */
577 static struct kmem_list3 *cache_cache_nodelists[MAX_NUMNODES];
578 static struct kmem_cache cache_cache = {
579         .nodelists = cache_cache_nodelists,
580         .batchcount = 1,
581         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
582         .shared = 1,
583         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
584         .name = "kmem_cache",
585 };
586
587 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
588
589 /*
590  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
591  * until the general caches are up.
592  */
593 static enum {
594         NONE,
595         PARTIAL_AC,
596         PARTIAL_L3,
597         EARLY,
598         LATE,
599         FULL
600 } g_cpucache_up;
601
602 /*
603  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
604  */
605 int slab_is_available(void)
606 {
607         return g_cpucache_up >= EARLY;
608 }
609
610 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
611
612 /*
613  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
614  * for other slabs "off slab".
615  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
616  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
617  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
618  *
619  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
620  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
621  * then comes back up during hotplug
622  */
623 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
624 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
625
626 static struct lock_class_key debugobj_l3_key;
627 static struct lock_class_key debugobj_alc_key;
628
629 static void slab_set_lock_classes(struct kmem_cache *cachep,
630                 struct lock_class_key *l3_key, struct lock_class_key *alc_key,
631                 int q)
632 {
633         struct array_cache **alc;
634         struct kmem_list3 *l3;
635         int r;
636
637         l3 = cachep->nodelists[q];
638         if (!l3)
639                 return;
640
641         lockdep_set_class(&l3->list_lock, l3_key);
642         alc = l3->alien;
643         /*
644          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
645          * should go away when common slab code is taught to
646          * work even without alien caches.
647          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
648          * for alloc_alien_cache,
649          */
650         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
651                 return;
652         for_each_node(r) {
653                 if (alc[r])
654                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock, alc_key);
655         }
656 }
657
658 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
659 {
660         slab_set_lock_classes(cachep, &debugobj_l3_key, &debugobj_alc_key, node);
661 }
662
663 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
664 {
665         int node;
666
667         for_each_online_node(node)
668                 slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
669 }
670
671 static void init_node_lock_keys(int q)
672 {
673         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
674
675         if (g_cpucache_up < LATE)
676                 return;
677
678         for (s = malloc_sizes; s->cs_size != ULONG_MAX; s++) {
679                 struct kmem_list3 *l3;
680
681                 l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
682                 if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
683                         continue;
684
685                 slab_set_lock_classes(s->cs_cachep, &on_slab_l3_key,
686                                 &on_slab_alc_key, q);
687         }
688 }
689
690 static inline void init_lock_keys(void)
691 {
692         int node;
693
694         for_each_node(node)
695                 init_node_lock_keys(node);
696 }
697 #else
698 static void init_node_lock_keys(int q)
699 {
700 }
701
702 static inline void init_lock_keys(void)
703 {
704 }
705
706 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
707 {
708 }
709
710 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
711 {
712 }
713 #endif
714
715 /*
716  * Guard access to the cache-chain.
717  */
718 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
719 static struct list_head cache_chain;
720
721 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
722
723 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
724 {
725         return cachep->array[smp_processor_id()];
726 }
727
728 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
729                                                         gfp_t gfpflags)
730 {
731         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
732
733 #if DEBUG
734         /* This happens if someone tries to call
735          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
736          * the generic caches are initialized.
737          */
738         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
739 #endif
740         if (!size)
741                 return ZERO_SIZE_PTR;
742
743         while (size > csizep->cs_size)
744                 csizep++;
745
746         /*
747          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
748          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
749          * for large kmalloc calls required.
750          */
751 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
752         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
753                 return csizep->cs_dmacachep;
754 #endif
755         return csizep->cs_cachep;
756 }
757
758 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
759 {
760         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
761 }
762
763 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
764 {
765         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
766 }
767
768 /*
769  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
770  */
771 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
772                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
773                            unsigned int *num)
774 {
775         int nr_objs;
776         size_t mgmt_size;
777         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
778
779         /*
780          * The slab management structure can be either off the slab or
781          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
782          * slab is used for:
783          *
784          * - The struct slab
785          * - One kmem_bufctl_t for each object
786          * - Padding to respect alignment of @align
787          * - @buffer_size bytes for each object
788          *
789          * If the slab management structure is off the slab, then the
790          * alignment will already be calculated into the size. Because
791          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
792          * correct alignment when allocated.
793          */
794         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
795                 mgmt_size = 0;
796                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
797
798                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
799                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
800         } else {
801                 /*
802                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
803                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
804                  * least @align. In the worst case, this result will
805                  * be one greater than the number of objects that fit
806                  * into the memory allocation when taking the padding
807                  * into account.
808                  */
809                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
810                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
811
812                 /*
813                  * This calculated number will be either the right
814                  * amount, or one greater than what we want.
815                  */
816                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
817                        > slab_size)
818                         nr_objs--;
819
820                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
821                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
822
823                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
824         }
825         *num = nr_objs;
826         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
827 }
828
829 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
830
831 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
832                         char *msg)
833 {
834         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
835                function, cachep->name, msg);
836         dump_stack();
837 }
838
839 /*
840  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
841  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
842  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
843  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
844  * line
845   */
846
847 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
848 static int __init noaliencache_setup(char *s)
849 {
850         use_alien_caches = 0;
851         return 1;
852 }
853 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
854
855 #ifdef CONFIG_NUMA
856 /*
857  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
858  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
859  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
860  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
861  */
862 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
863
864 static void init_reap_node(int cpu)
865 {
866         int node;
867
868         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
869         if (node == MAX_NUMNODES)
870                 node = first_node(node_online_map);
871
872         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
873 }
874
875 static void next_reap_node(void)
876 {
877         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
878
879         node = next_node(node, node_online_map);
880         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
881                 node = first_node(node_online_map);
882         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
883 }
884
885 #else
886 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
887 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
888 #endif
889
890 /*
891  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
892  * via the workqueue/eventd.
893  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
894  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
895  * lock.
896  */
897 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
898 {
899         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
900
901         /*
902          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
903          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
904          * at that time.
905          */
906         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
907                 init_reap_node(cpu);
908                 INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(reap_work, cache_reap);
909                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
910                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
911         }
912 }
913
914 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
915                                             int batchcount, gfp_t gfp)
916 {
917         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
918         struct array_cache *nc = NULL;
919
920         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
921         /*
922          * The array_cache structures contain pointers to free object.
923          * However, when such objects are allocated or transferred to another
924          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
925          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
926          * not scan such objects.
927          */
928         kmemleak_no_scan(nc);
929         if (nc) {
930                 nc->avail = 0;
931                 nc->limit = entries;
932                 nc->batchcount = batchcount;
933                 nc->touched = 0;
934                 spin_lock_init(&nc->lock);
935         }
936         return nc;
937 }
938
939 /*
940  * Transfer objects in one arraycache to another.
941  * Locking must be handled by the caller.
942  *
943  * Return the number of entries transferred.
944  */
945 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
946                 struct array_cache *from, unsigned int max)
947 {
948         /* Figure out how many entries to transfer */
949         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
950
951         if (!nr)
952                 return 0;
953
954         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
955                         sizeof(void *) *nr);
956
957         from->avail -= nr;
958         to->avail += nr;
959         return nr;
960 }
961
962 #ifndef CONFIG_NUMA
963
964 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
965 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
966
967 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
968 {
969         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
970 }
971
972 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
973 {
974 }
975
976 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
977 {
978         return 0;
979 }
980
981 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
982                 gfp_t flags)
983 {
984         return NULL;
985 }
986
987 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
988                  gfp_t flags, int nodeid)
989 {
990         return NULL;
991 }
992
993 #else   /* CONFIG_NUMA */
994
995 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
996 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
997
998 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
999 {
1000         struct array_cache **ac_ptr;
1001         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1002         int i;
1003
1004         if (limit > 1)
1005                 limit = 12;
1006         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
1007         if (ac_ptr) {
1008                 for_each_node(i) {
1009                         if (i == node || !node_online(i))
1010                                 continue;
1011                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
1012                         if (!ac_ptr[i]) {
1013                                 for (i--; i >= 0; i--)
1014                                         kfree(ac_ptr[i]);
1015                                 kfree(ac_ptr);
1016                                 return NULL;
1017                         }
1018                 }
1019         }
1020         return ac_ptr;
1021 }
1022
1023 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1024 {
1025         int i;
1026
1027         if (!ac_ptr)
1028                 return;
1029         for_each_node(i)
1030             kfree(ac_ptr[i]);
1031         kfree(ac_ptr);
1032 }
1033
1034 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1035                                 struct array_cache *ac, int node)
1036 {
1037         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1038
1039         if (ac->avail) {
1040                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1041                 /*
1042                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1043                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1044                  * into the free lists and getting them back later.
1045                  */
1046                 if (rl3->shared)
1047                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1048
1049                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1050                 ac->avail = 0;
1051                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1052         }
1053 }
1054
1055 /*
1056  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1057  */
1058 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1059 {
1060         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1061
1062         if (l3->alien) {
1063                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1064
1065                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1066                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1067                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1068                 }
1069         }
1070 }
1071
1072 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1073                                 struct array_cache **alien)
1074 {
1075         int i = 0;
1076         struct array_cache *ac;
1077         unsigned long flags;
1078
1079         for_each_online_node(i) {
1080                 ac = alien[i];
1081                 if (ac) {
1082                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1083                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1084                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1085                 }
1086         }
1087 }
1088
1089 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1090 {
1091         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1092         int nodeid = slabp->nodeid;
1093         struct kmem_list3 *l3;
1094         struct array_cache *alien = NULL;
1095         int node;
1096
1097         node = numa_mem_id();
1098
1099         /*
1100          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1101          * cache on this cpu.
1102          */
1103         if (likely(slabp->nodeid == node))
1104                 return 0;
1105
1106         l3 = cachep->nodelists[node];
1107         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1108         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1109                 alien = l3->alien[nodeid];
1110                 spin_lock(&alien->lock);
1111                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1112                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1113                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1114                 }
1115                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1116                 spin_unlock(&alien->lock);
1117         } else {
1118                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1119                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1120                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1121         }
1122         return 1;
1123 }
1124 #endif
1125
1126 /*
1127  * Allocates and initializes nodelists for a node on each slab cache, used for
1128  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_list3
1129  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1130  * When hotplugging memory or a cpu, existing nodelists are not replaced if
1131  * already in use.
1132  *
1133  * Must hold cache_chain_mutex.
1134  */
1135 static int init_cache_nodelists_node(int node)
1136 {
1137         struct kmem_cache *cachep;
1138         struct kmem_list3 *l3;
1139         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1140
1141         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1142                 /*
1143                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1144                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1145                  * node has not already allocated this
1146                  */
1147                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1148                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1149                         if (!l3)
1150                                 return -ENOMEM;
1151                         kmem_list3_init(l3);
1152                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1153                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1154
1155                         /*
1156                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1157                          * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1158                          * protection here.
1159                          */
1160                         cachep->nodelists[node] = l3;
1161                 }
1162
1163                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1164                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1165                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1166                         cachep->batchcount + cachep->num;
1167                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1168         }
1169         return 0;
1170 }
1171
1172 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1173 {
1174         struct kmem_cache *cachep;
1175         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1176         int node = cpu_to_mem(cpu);
1177         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1178
1179         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1180                 struct array_cache *nc;
1181                 struct array_cache *shared;
1182                 struct array_cache **alien;
1183
1184                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1185                 nc = cachep->array[cpu];
1186                 cachep->array[cpu] = NULL;
1187                 l3 = cachep->nodelists[node];
1188
1189                 if (!l3)
1190                         goto free_array_cache;
1191
1192                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1193
1194                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1195                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1196                 if (nc)
1197                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1198
1199                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1200                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1201                         goto free_array_cache;
1202                 }
1203
1204                 shared = l3->shared;
1205                 if (shared) {
1206                         free_block(cachep, shared->entry,
1207                                    shared->avail, node);
1208                         l3->shared = NULL;
1209                 }
1210
1211                 alien = l3->alien;
1212                 l3->alien = NULL;
1213
1214                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1215
1216                 kfree(shared);
1217                 if (alien) {
1218                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1219                         free_alien_cache(alien);
1220                 }
1221 free_array_cache:
1222                 kfree(nc);
1223         }
1224         /*
1225          * In the previous loop, all the objects were freed to
1226          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1227          * shrink each nodelist to its limit.
1228          */
1229         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1230                 l3 = cachep->nodelists[node];
1231                 if (!l3)
1232                         continue;
1233                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1234         }
1235 }
1236
1237 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1238 {
1239         struct kmem_cache *cachep;
1240         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1241         int node = cpu_to_mem(cpu);
1242         int err;
1243
1244         /*
1245          * We need to do this right in the beginning since
1246          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1247          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1248          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1249          */
1250         err = init_cache_nodelists_node(node);
1251         if (err < 0)
1252                 goto bad;
1253
1254         /*
1255          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1256          * array caches
1257          */
1258         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1259                 struct array_cache *nc;
1260                 struct array_cache *shared = NULL;
1261                 struct array_cache **alien = NULL;
1262
1263                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1264                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1265                 if (!nc)
1266                         goto bad;
1267                 if (cachep->shared) {
1268                         shared = alloc_arraycache(node,
1269                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1270                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1271                         if (!shared) {
1272                                 kfree(nc);
1273                                 goto bad;
1274                         }
1275                 }
1276                 if (use_alien_caches) {
1277                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1278                         if (!alien) {
1279                                 kfree(shared);
1280                                 kfree(nc);
1281                                 goto bad;
1282                         }
1283                 }
1284                 cachep->array[cpu] = nc;
1285                 l3 = cachep->nodelists[node];
1286                 BUG_ON(!l3);
1287
1288                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1289                 if (!l3->shared) {
1290                         /*
1291                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1292                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1293                          */
1294                         l3->shared = shared;
1295                         shared = NULL;
1296                 }
1297 #ifdef CONFIG_NUMA
1298                 if (!l3->alien) {
1299                         l3->alien = alien;
1300                         alien = NULL;
1301                 }
1302 #endif
1303                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1304                 kfree(shared);
1305                 free_alien_cache(alien);
1306                 if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS)
1307                         slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
1308         }
1309         init_node_lock_keys(node);
1310
1311         return 0;
1312 bad:
1313         cpuup_canceled(cpu);
1314         return -ENOMEM;
1315 }
1316
1317 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1318                                     unsigned long action, void *hcpu)
1319 {
1320         long cpu = (long)hcpu;
1321         int err = 0;
1322
1323         switch (action) {
1324         case CPU_UP_PREPARE:
1325         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1326                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1327                 err = cpuup_prepare(cpu);
1328                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1329                 break;
1330         case CPU_ONLINE:
1331         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1332                 start_cpu_timer(cpu);
1333                 break;
1334 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1335         case CPU_DOWN_PREPARE:
1336         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1337                 /*
1338                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1339                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1340                  * anything expensive but will only modify reap_work
1341                  * and reschedule the timer.
1342                 */
1343                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1344                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1345                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1346                 break;
1347         case CPU_DOWN_FAILED:
1348         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1349                 start_cpu_timer(cpu);
1350                 break;
1351         case CPU_DEAD:
1352         case CPU_DEAD_FROZEN:
1353                 /*
1354                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1355                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1356                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1357                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1358                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1359                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1360                  */
1361                 /* fall through */
1362 #endif
1363         case CPU_UP_CANCELED:
1364         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1365                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1366                 cpuup_canceled(cpu);
1367                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1368                 break;
1369         }
1370         return notifier_from_errno(err);
1371 }
1372
1373 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1374         &cpuup_callback, NULL, 0
1375 };
1376
1377 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1378 /*
1379  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1380  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1381  * removed.
1382  *
1383  * Must hold cache_chain_mutex.
1384  */
1385 static int __meminit drain_cache_nodelists_node(int node)
1386 {
1387         struct kmem_cache *cachep;
1388         int ret = 0;
1389
1390         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1391                 struct kmem_list3 *l3;
1392
1393                 l3 = cachep->nodelists[node];
1394                 if (!l3)
1395                         continue;
1396
1397                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1398
1399                 if (!list_empty(&l3->slabs_full) ||
1400                     !list_empty(&l3->slabs_partial)) {
1401                         ret = -EBUSY;
1402                         break;
1403                 }
1404         }
1405         return ret;
1406 }
1407
1408 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1409                                         unsigned long action, void *arg)
1410 {
1411         struct memory_notify *mnb = arg;
1412         int ret = 0;
1413         int nid;
1414
1415         nid = mnb->status_change_nid;
1416         if (nid < 0)
1417                 goto out;
1418
1419         switch (action) {
1420         case MEM_GOING_ONLINE:
1421                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1422                 ret = init_cache_nodelists_node(nid);
1423                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1424                 break;
1425         case MEM_GOING_OFFLINE:
1426                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1427                 ret = drain_cache_nodelists_node(nid);
1428                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1429                 break;
1430         case MEM_ONLINE:
1431         case MEM_OFFLINE:
1432         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1433         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1434                 break;
1435         }
1436 out:
1437         return notifier_from_errno(ret);
1438 }
1439 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1440
1441 /*
1442  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1443  */
1444 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1445                                 int nodeid)
1446 {
1447         struct kmem_list3 *ptr;
1448
1449         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_NOWAIT, nodeid);
1450         BUG_ON(!ptr);
1451
1452         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1453         /*
1454          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1455          */
1456         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1457
1458         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1459         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1460 }
1461
1462 /*
1463  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1464  * size of kmem_list3.
1465  */
1466 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1467 {
1468         int node;
1469
1470         for_each_online_node(node) {
1471                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1472                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1473                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1474                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1475         }
1476 }
1477
1478 /*
1479  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1480  * before smp_init().
1481  */
1482 void __init kmem_cache_init(void)
1483 {
1484         size_t left_over;
1485         struct cache_sizes *sizes;
1486         struct cache_names *names;
1487         int i;
1488         int order;
1489         int node;
1490
1491         if (num_possible_nodes() == 1)
1492                 use_alien_caches = 0;
1493
1494         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1495                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1496                 if (i < MAX_NUMNODES)
1497                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1498         }
1499         set_up_list3s(&cache_cache, CACHE_CACHE);
1500
1501         /*
1502          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1503          * page orders on machines with more than 32MB of memory.
1504          */
1505         if (totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1506                 slab_break_gfp_order = BREAK_GFP_ORDER_HI;
1507
1508         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1509          * from caches that do not exist yet:
1510          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1511          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1512          *    cache_cache is statically allocated.
1513          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1514          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1515          *    array at the end of the bootstrap.
1516          * 2) Create the first kmalloc cache.
1517          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1518          *    An __init data area is used for the head array.
1519          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1520          *    head arrays.
1521          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1522          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1523          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1524          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1525          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1526          */
1527
1528         node = numa_mem_id();
1529
1530         /* 1) create the cache_cache */
1531         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1532         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1533         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1534         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1535         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1536
1537         /*
1538          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1539          */
1540         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1541                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1542 #if DEBUG
1543         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1544 #endif
1545         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1546                                         cache_line_size());
1547         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1548                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1549
1550         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1551                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1552                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1553                 if (cache_cache.num)
1554                         break;
1555         }
1556         BUG_ON(!cache_cache.num);
1557         cache_cache.gfporder = order;
1558         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1559         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1560                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1561
1562         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1563         sizes = malloc_sizes;
1564         names = cache_names;
1565
1566         /*
1567          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1568          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1569          * bug.
1570          */
1571
1572         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1573                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1574                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1575                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1576                                         NULL);
1577
1578         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1579                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1580                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1581                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1582                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1583                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1584                                 NULL);
1585         }
1586
1587         slab_early_init = 0;
1588
1589         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1590                 /*
1591                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1592                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1593                  * eliminates "false sharing".
1594                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1595                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1596                  */
1597                 if (!sizes->cs_cachep) {
1598                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1599                                         sizes->cs_size,
1600                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1601                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1602                                         NULL);
1603                 }
1604 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1605                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1606                                         names->name_dma,
1607                                         sizes->cs_size,
1608                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1609                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1610                                                 SLAB_PANIC,
1611                                         NULL);
1612 #endif
1613                 sizes++;
1614                 names++;
1615         }
1616         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1617         {
1618                 struct array_cache *ptr;
1619
1620                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1621
1622                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1623                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1624                        sizeof(struct arraycache_init));
1625                 /*
1626                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1627                  */
1628                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1629
1630                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1631
1632                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1633
1634                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1635                        != &initarray_generic.cache);
1636                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1637                        sizeof(struct arraycache_init));
1638                 /*
1639                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1640                  */
1641                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1642
1643                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1644                     ptr;
1645         }
1646         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1647         {
1648                 int nid;
1649
1650                 for_each_online_node(nid) {
1651                         init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1652
1653                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1654                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1655
1656                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1657                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1658                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1659                         }
1660                 }
1661         }
1662
1663         g_cpucache_up = EARLY;
1664 }
1665
1666 void __init kmem_cache_init_late(void)
1667 {
1668         struct kmem_cache *cachep;
1669
1670         g_cpucache_up = LATE;
1671
1672         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1673         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1674         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1675                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1676                         BUG();
1677         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1678
1679         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1680         init_lock_keys();
1681
1682         /* Done! */
1683         g_cpucache_up = FULL;
1684
1685         /*
1686          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1687          * cpu_cache_get for all new cpus
1688          */
1689         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1690
1691 #ifdef CONFIG_NUMA
1692         /*
1693          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1694          * nodelists.
1695          */
1696         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1697 #endif
1698
1699         /*
1700          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1701          * of the kernel is not yet operational.
1702          */
1703 }
1704
1705 static int __init cpucache_init(void)
1706 {
1707         int cpu;
1708
1709         /*
1710          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1711          */
1712         for_each_online_cpu(cpu)
1713                 start_cpu_timer(cpu);
1714         return 0;
1715 }
1716 __initcall(cpucache_init);
1717
1718 /*
1719  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1720  *
1721  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1722  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1723  * would be relatively rare and ignorable.
1724  */
1725 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1726 {
1727         struct page *page;
1728         int nr_pages;
1729         int i;
1730
1731 #ifndef CONFIG_MMU
1732         /*
1733          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1734          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1735          */
1736         flags |= __GFP_COMP;
1737 #endif
1738
1739         flags |= cachep->gfpflags;
1740         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1741                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1742
1743         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1744         if (!page)
1745                 return NULL;
1746
1747         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1748         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1749                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1750                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1751         else
1752                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1753                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1754         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1755                 __SetPageSlab(page + i);
1756
1757         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1758                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1759
1760                 if (cachep->ctor)
1761                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1762                 else
1763                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1764         }
1765
1766         return page_address(page);
1767 }
1768
1769 /*
1770  * Interface to system's page release.
1771  */
1772 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1773 {
1774         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1775         struct page *page = virt_to_page(addr);
1776         const unsigned long nr_freed = i;
1777
1778         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1779
1780         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1781                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1782                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1783         else
1784                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1785                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1786         while (i--) {
1787                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1788                 __ClearPageSlab(page);
1789                 page++;
1790         }
1791         if (current->reclaim_state)
1792                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1793         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1794 }
1795
1796 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1797 {
1798         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1799         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1800
1801         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1802         if (OFF_SLAB(cachep))
1803                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1804 }
1805
1806 #if DEBUG
1807
1808 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1809 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1810                             unsigned long caller)
1811 {
1812         int size = obj_size(cachep);
1813
1814         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1815
1816         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1817                 return;
1818
1819         *addr++ = 0x12345678;
1820         *addr++ = caller;
1821         *addr++ = smp_processor_id();
1822         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1823         {
1824                 unsigned long *sptr = &caller;
1825                 unsigned long svalue;
1826
1827                 while (!kstack_end(sptr)) {
1828                         svalue = *sptr++;
1829                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1830                                 *addr++ = svalue;
1831                                 size -= sizeof(unsigned long);
1832                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1833                                         break;
1834                         }
1835                 }
1836
1837         }
1838         *addr++ = 0x87654321;
1839 }
1840 #endif
1841
1842 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1843 {
1844         int size = obj_size(cachep);
1845         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1846
1847         memset(addr, val, size);
1848         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1849 }
1850
1851 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1852 {
1853         int i;
1854         unsigned char error = 0;
1855         int bad_count = 0;
1856
1857         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1858         for (i = 0; i < limit; i++) {
1859                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1860                         error = data[offset + i];
1861                         bad_count++;
1862                 }
1863         }
1864         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1865                         &data[offset], limit, 1);
1866
1867         if (bad_count == 1) {
1868                 error ^= POISON_FREE;
1869                 if (!(error & (error - 1))) {
1870                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1871                                         "bad RAM.\n");
1872 #ifdef CONFIG_X86
1873                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1874                                         "test tool.\n");
1875 #else
1876                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1877 #endif
1878                 }
1879         }
1880 }
1881 #endif
1882
1883 #if DEBUG
1884
1885 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1886 {
1887         int i, size;
1888         char *realobj;
1889
1890         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1891                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1892                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1893                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1894         }
1895
1896         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1897                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1898                         *dbg_userword(cachep, objp));
1899                 print_symbol("(%s)",
1900                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1901                 printk("\n");
1902         }
1903         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1904         size = obj_size(cachep);
1905         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1906                 int limit;
1907                 limit = 16;
1908                 if (i + limit > size)
1909                         limit = size - i;
1910                 dump_line(realobj, i, limit);
1911         }
1912 }
1913
1914 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1915 {
1916         char *realobj;
1917         int size, i;
1918         int lines = 0;
1919
1920         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1921         size = obj_size(cachep);
1922
1923         for (i = 0; i < size; i++) {
1924                 char exp = POISON_FREE;
1925                 if (i == size - 1)
1926                         exp = POISON_END;
1927                 if (realobj[i] != exp) {
1928                         int limit;
1929                         /* Mismatch ! */
1930                         /* Print header */
1931                         if (lines == 0) {
1932                                 printk(KERN_ERR
1933                                         "Slab corruption: %s start=%p, len=%d\n",
1934                                         cachep->name, realobj, size);
1935                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1936                         }
1937                         /* Hexdump the affected line */
1938                         i = (i / 16) * 16;
1939                         limit = 16;
1940                         if (i + limit > size)
1941                                 limit = size - i;
1942                         dump_line(realobj, i, limit);
1943                         i += 16;
1944                         lines++;
1945                         /* Limit to 5 lines */
1946                         if (lines > 5)
1947                                 break;
1948                 }
1949         }
1950         if (lines != 0) {
1951                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1952                  * exist:
1953                  */
1954                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1955                 unsigned int objnr;
1956
1957                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1958                 if (objnr) {
1959                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1960                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1961                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1962                                realobj, size);
1963                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1964                 }
1965                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1966                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1967                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1968                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1969                                realobj, size);
1970                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1971                 }
1972         }
1973 }
1974 #endif
1975
1976 #if DEBUG
1977 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1978 {
1979         int i;
1980         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1981                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1982
1983                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1984 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1985                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1986                                         OFF_SLAB(cachep))
1987                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1988                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
1989                         else
1990                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1991 #else
1992                         check_poison_obj(cachep, objp);
1993 #endif
1994                 }
1995                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1996                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1997                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1998                                            "was overwritten");
1999                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2000                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
2001                                            "was overwritten");
2002                 }
2003         }
2004 }
2005 #else
2006 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2007 {
2008 }
2009 #endif
2010
2011 /**
2012  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
2013  * @cachep: cache pointer being destroyed
2014  * @slabp: slab pointer being destroyed
2015  *
2016  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
2017  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
2018  * cache-lock is not held/needed.
2019  */
2020 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2021 {
2022         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
2023
2024         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
2025         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
2026                 struct slab_rcu *slab_rcu;
2027
2028                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
2029                 slab_rcu->cachep = cachep;
2030                 slab_rcu->addr = addr;
2031                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
2032         } else {
2033                 kmem_freepages(cachep, addr);
2034                 if (OFF_SLAB(cachep))
2035                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
2036         }
2037 }
2038
2039 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2040 {
2041         int i;
2042         struct kmem_list3 *l3;
2043
2044         for_each_online_cpu(i)
2045             kfree(cachep->array[i]);
2046
2047         /* NUMA: free the list3 structures */
2048         for_each_online_node(i) {
2049                 l3 = cachep->nodelists[i];
2050                 if (l3) {
2051                         kfree(l3->shared);
2052                         free_alien_cache(l3->alien);
2053                         kfree(l3);
2054                 }
2055         }
2056         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2057 }
2058
2059
2060 /**
2061  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2062  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2063  * @size: size of objects to be created in this cache.
2064  * @align: required alignment for the objects.
2065  * @flags: slab allocation flags
2066  *
2067  * Also calculates the number of objects per slab.
2068  *
2069  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2070  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2071  * towards high-order requests, this should be changed.
2072  */
2073 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2074                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2075 {
2076         unsigned long offslab_limit;
2077         size_t left_over = 0;
2078         int gfporder;
2079
2080         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2081                 unsigned int num;
2082                 size_t remainder;
2083
2084                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2085                 if (!num)
2086                         continue;
2087
2088                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2089                         /*
2090                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2091                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2092                          * looping condition in cache_grow().
2093                          */
2094                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2095                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2096
2097                         if (num > offslab_limit)
2098                                 break;
2099                 }
2100
2101                 /* Found something acceptable - save it away */
2102                 cachep->num = num;
2103                 cachep->gfporder = gfporder;
2104                 left_over = remainder;
2105
2106                 /*
2107                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2108                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2109                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2110                  */
2111                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2112                         break;
2113
2114                 /*
2115                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2116                  * currently bad for the gfp()s.
2117                  */
2118                 if (gfporder >= slab_break_gfp_order)
2119                         break;
2120
2121                 /*
2122                  * Acceptable internal fragmentation?
2123                  */
2124                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2125                         break;
2126         }
2127         return left_over;
2128 }
2129
2130 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2131 {
2132         if (g_cpucache_up == FULL)
2133                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2134
2135         if (g_cpucache_up == NONE) {
2136                 /*
2137                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2138                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2139                  * further caches will BUG().
2140                  */
2141                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2142
2143                 /*
2144                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2145                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2146                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2147                  */
2148                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2149                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2150                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2151                 else
2152                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2153         } else {
2154                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2155                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2156
2157                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2158                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2159                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2160                 } else {
2161                         int node;
2162                         for_each_online_node(node) {
2163                                 cachep->nodelists[node] =
2164                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2165                                                 gfp, node);
2166                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2167                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2168                         }
2169                 }
2170         }
2171         cachep->nodelists[numa_mem_id()]->next_reap =
2172                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2173                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2174
2175         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2176         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2177         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2178         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2179         cachep->batchcount = 1;
2180         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2181         return 0;
2182 }
2183
2184 /**
2185  * kmem_cache_create - Create a cache.
2186  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2187  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2188  * @align: The required alignment for the objects.
2189  * @flags: SLAB flags
2190  * @ctor: A constructor for the objects.
2191  *
2192  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2193  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2194  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2195  *
2196  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2197  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2198  *
2199  * The flags are
2200  *
2201  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2202  * to catch references to uninitialised memory.
2203  *
2204  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2205  * for buffer overruns.
2206  *
2207  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2208  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2209  * as davem.
2210  */
2211 struct kmem_cache *
2212 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2213         unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
2214 {
2215         size_t left_over, slab_size, ralign;
2216         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2217         gfp_t gfp;
2218
2219         /*
2220          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2221          */
2222         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2223             size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
2224                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __func__,
2225                                 name);
2226                 BUG();
2227         }
2228
2229         /*
2230          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2231          * cpu_online_mask as well.  Please see cpuup_callback
2232          */
2233         if (slab_is_available()) {
2234                 get_online_cpus();
2235                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2236         }
2237
2238         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2239                 char tmp;
2240                 int res;
2241
2242                 /*
2243                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2244                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2245                  * area of the module.  Print a warning.
2246                  */
2247                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2248                 if (res) {
2249                         printk(KERN_ERR
2250                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2251                                pc->buffer_size);
2252                         continue;
2253                 }
2254
2255                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2256                         printk(KERN_ERR
2257                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2258                         dump_stack();
2259                         goto oops;
2260                 }
2261         }
2262
2263 #if DEBUG
2264         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2265 #if FORCED_DEBUG
2266         /*
2267          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2268          * large objects, if the increased size would increase the object size
2269          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2270          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2271          */
2272         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2273                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2274                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2275         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2276                 flags |= SLAB_POISON;
2277 #endif
2278         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2279                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2280 #endif
2281         /*
2282          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2283          * isn't available.
2284          */
2285         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2286
2287         /*
2288          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2289          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2290          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2291          */
2292         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2293                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2294                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2295         }
2296
2297         /* calculate the final buffer alignment: */
2298
2299         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2300         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2301                 /*
2302                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2303                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2304                  * one cacheline.
2305                  */
2306                 ralign = cache_line_size();
2307                 while (size <= ralign / 2)
2308                         ralign /= 2;
2309         } else {
2310                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2311         }
2312
2313         /*
2314          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2315          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2316          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2317          */
2318         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2319                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2320
2321         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2322                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2323                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2324                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2325                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2326                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2327         }
2328
2329         /* 2) arch mandated alignment */
2330         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2331                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2332         }
2333         /* 3) caller mandated alignment */
2334         if (ralign < align) {
2335                 ralign = align;
2336         }
2337         /* disable debug if necessary */
2338         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2339                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2340         /*
2341          * 4) Store it.
2342          */
2343         align = ralign;
2344
2345         if (slab_is_available())
2346                 gfp = GFP_KERNEL;
2347         else
2348                 gfp = GFP_NOWAIT;
2349
2350         /* Get cache's description obj. */
2351         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, gfp);
2352         if (!cachep)
2353                 goto oops;
2354
2355         cachep->nodelists = (struct kmem_list3 **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
2356 #if DEBUG
2357         cachep->obj_size = size;
2358
2359         /*
2360          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2361          * into align above.
2362          */
2363         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2364                 /* add space for red zone words */
2365                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2366                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2367         }
2368         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2369                 /* user store requires one word storage behind the end of
2370                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2371                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2372                  */
2373                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2374                         size += REDZONE_ALIGN;
2375                 else
2376                         size += BYTES_PER_WORD;
2377         }
2378 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2379         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2380             && cachep->obj_size > cache_line_size() && ALIGN(size, align) < PAGE_SIZE) {
2381                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, align);
2382                 size = PAGE_SIZE;
2383         }
2384 #endif
2385 #endif
2386
2387         /*
2388          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2389          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2390          * it too early on. Always use on-slab management when
2391          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2392          */
2393         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2394             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2395                 /*
2396                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2397                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2398                  */
2399                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2400
2401         size = ALIGN(size, align);
2402
2403         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2404
2405         if (!cachep->num) {
2406                 printk(KERN_ERR
2407                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2408                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2409                 cachep = NULL;
2410                 goto oops;
2411         }
2412         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2413                           + sizeof(struct slab), align);
2414
2415         /*
2416          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2417          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2418          */
2419         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2420                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2421                 left_over -= slab_size;
2422         }
2423
2424         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2425                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2426                 slab_size =
2427                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2428
2429 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2430                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2431                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2432                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2433                  */
2434                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2435                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2436 #endif
2437         }
2438
2439         cachep->colour_off = cache_line_size();
2440         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2441         if (cachep->colour_off < align)
2442                 cachep->colour_off = align;
2443         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2444         cachep->slab_size = slab_size;
2445         cachep->flags = flags;
2446         cachep->gfpflags = 0;
2447         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2448                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2449         cachep->buffer_size = size;
2450         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2451
2452         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2453                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2454                 /*
2455                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2456                  * But since we go off slab only for object size greater than
2457                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2458                  * this should not happen at all.
2459                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2460                  */
2461                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2462         }
2463         cachep->ctor = ctor;
2464         cachep->name = name;
2465
2466         if (setup_cpu_cache(cachep, gfp)) {
2467                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2468                 cachep = NULL;
2469                 goto oops;
2470         }
2471
2472         if (flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS) {
2473                 /*
2474                  * Would deadlock through slab_destroy()->call_rcu()->
2475                  * debug_object_activate()->kmem_cache_alloc().
2476                  */
2477                 WARN_ON_ONCE(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU);
2478
2479                 slab_set_debugobj_lock_classes(cachep);
2480         }
2481
2482         /* cache setup completed, link it into the list */
2483         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2484 oops:
2485         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2486                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2487                       name);
2488         if (slab_is_available()) {
2489                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2490                 put_online_cpus();
2491         }
2492         return cachep;
2493 }
2494 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2495
2496 #if DEBUG
2497 static void check_irq_off(void)
2498 {
2499         BUG_ON(!irqs_disabled());
2500 }
2501
2502 static void check_irq_on(void)
2503 {
2504         BUG_ON(irqs_disabled());
2505 }
2506
2507 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2508 {
2509 #ifdef CONFIG_SMP
2510         check_irq_off();
2511         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_mem_id()]->list_lock);
2512 #endif
2513 }
2514
2515 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2516 {
2517 #ifdef CONFIG_SMP
2518         check_irq_off();
2519         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2520 #endif
2521 }
2522
2523 #else
2524 #define check_irq_off() do { } while(0)
2525 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2526 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2527 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2528 #endif
2529
2530 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2531                         struct array_cache *ac,
2532                         int force, int node);
2533
2534 static void do_drain(void *arg)
2535 {
2536         struct kmem_cache *cachep = arg;
2537         struct array_cache *ac;
2538         int node = numa_mem_id();
2539
2540         check_irq_off();
2541         ac = cpu_cache_get(cachep);
2542         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2543         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2544         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2545         ac->avail = 0;
2546 }
2547
2548 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2549 {
2550         struct kmem_list3 *l3;
2551         int node;
2552
2553         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2554         check_irq_on();
2555         for_each_online_node(node) {
2556                 l3 = cachep->nodelists[node];
2557                 if (l3 && l3->alien)
2558                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2559         }
2560
2561         for_each_online_node(node) {
2562                 l3 = cachep->nodelists[node];
2563                 if (l3)
2564                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2565         }
2566 }
2567
2568 /*
2569  * Remove slabs from the list of free slabs.
2570  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2571  *
2572  * Returns the actual number of slabs released.
2573  */
2574 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2575                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2576 {
2577         struct list_head *p;
2578         int nr_freed;
2579         struct slab *slabp;
2580
2581         nr_freed = 0;
2582         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2583
2584                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2585                 p = l3->slabs_free.prev;
2586                 if (p == &l3->slabs_free) {
2587                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2588                         goto out;
2589                 }
2590
2591                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2592 #if DEBUG
2593                 BUG_ON(slabp->inuse);
2594 #endif
2595                 list_del(&slabp->list);
2596                 /*
2597                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2598                  * to the cache.
2599                  */
2600                 l3->free_objects -= cache->num;
2601                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2602                 slab_destroy(cache, slabp);
2603                 nr_freed++;
2604         }
2605 out:
2606         return nr_freed;
2607 }
2608
2609 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2610 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2611 {
2612         int ret = 0, i = 0;
2613         struct kmem_list3 *l3;
2614
2615         drain_cpu_caches(cachep);
2616
2617         check_irq_on();
2618         for_each_online_node(i) {
2619                 l3 = cachep->nodelists[i];
2620                 if (!l3)
2621                         continue;
2622
2623                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2624
2625                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2626                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2627         }
2628         return (ret ? 1 : 0);
2629 }
2630
2631 /**
2632  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2633  * @cachep: The cache to shrink.
2634  *
2635  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2636  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2637  */
2638 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2639 {
2640         int ret;
2641         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2642
2643         get_online_cpus();
2644         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2645         ret = __cache_shrink(cachep);
2646         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2647         put_online_cpus();
2648         return ret;
2649 }
2650 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2651
2652 /**
2653  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2654  * @cachep: the cache to destroy
2655  *
2656  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2657  *
2658  * It is expected this function will be called by a module when it is
2659  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2660  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2661  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2662  *
2663  * The cache must be empty before calling this function.
2664  *
2665  * The caller must guarantee that no one will allocate memory from the cache
2666  * during the kmem_cache_destroy().
2667  */
2668 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2669 {
2670         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2671
2672         /* Find the cache in the chain of caches. */
2673         get_online_cpus();
2674         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2675         /*
2676          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2677          */
2678         list_del(&cachep->next);
2679         if (__cache_shrink(cachep)) {
2680                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2681                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2682                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2683                 put_online_cpus();
2684                 return;
2685         }
2686
2687         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2688                 rcu_barrier();
2689
2690         __kmem_cache_destroy(cachep);
2691         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2692         put_online_cpus();
2693 }
2694 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2695
2696 /*
2697  * Get the memory for a slab management obj.
2698  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2699  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2700  * come from the same cache which is getting created because,
2701  * when we are searching for an appropriate cache for these
2702  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2703  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2704  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2705  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2706  */
2707 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2708                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2709                                    int nodeid)
2710 {
2711         struct slab *slabp;
2712
2713         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2714                 /* Slab management obj is off-slab. */
2715                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2716                                               local_flags, nodeid);
2717                 /*
2718                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2719                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2720                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2721                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2722                  */
2723                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2724                                    local_flags);
2725                 if (!slabp)
2726                         return NULL;
2727         } else {
2728                 slabp = objp + colour_off;
2729                 colour_off += cachep->slab_size;
2730         }
2731         slabp->inuse = 0;
2732         slabp->colouroff = colour_off;
2733         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2734         slabp->nodeid = nodeid;
2735         slabp->free = 0;
2736         return slabp;
2737 }
2738
2739 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2740 {
2741         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2742 }
2743
2744 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2745                             struct slab *slabp)
2746 {
2747         int i;
2748
2749         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2750                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2751 #if DEBUG
2752                 /* need to poison the objs? */
2753                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2754                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2755                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2756                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2757
2758                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2759                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2760                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2761                 }
2762                 /*
2763                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2764                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2765                  * They must also be threaded.
2766                  */
2767                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2768                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2769
2770                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2771                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2772                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2773                                            " end of an object");
2774                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2775                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2776                                            " start of an object");
2777                 }
2778                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2779                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2780                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2781                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2782 #else
2783                 if (cachep->ctor)
2784                         cachep->ctor(objp);
2785 #endif
2786                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2787         }
2788         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2789 }
2790
2791 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2792 {
2793         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2794                 if (flags & GFP_DMA)
2795                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2796                 else
2797                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2798         }
2799 }
2800
2801 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2802                                 int nodeid)
2803 {
2804         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2805         kmem_bufctl_t next;
2806
2807         slabp->inuse++;
2808         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2809 #if DEBUG
2810         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2811         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2812 #endif
2813         slabp->free = next;
2814
2815         return objp;
2816 }
2817
2818 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2819                                 void *objp, int nodeid)
2820 {
2821         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2822
2823 #if DEBUG
2824         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2825         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2826
2827         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2828                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2829                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2830                 BUG();
2831         }
2832 #endif
2833         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2834         slabp->free = objnr;
2835         slabp->inuse--;
2836 }
2837
2838 /*
2839  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2840  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2841  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2842  */
2843 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2844                            void *addr)
2845 {
2846         int nr_pages;
2847         struct page *page;
2848
2849         page = virt_to_page(addr);
2850
2851         nr_pages = 1;
2852         if (likely(!PageCompound(page)))
2853                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2854
2855         do {
2856                 page_set_cache(page, cache);
2857                 page_set_slab(page, slab);
2858                 page++;
2859         } while (--nr_pages);
2860 }
2861
2862 /*
2863  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2864  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2865  */
2866 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2867                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2868 {
2869         struct slab *slabp;
2870         size_t offset;
2871         gfp_t local_flags;
2872         struct kmem_list3 *l3;
2873
2874         /*
2875          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2876          * critical path in kmem_cache_alloc().
2877          */
2878         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2879         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2880
2881         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2882         check_irq_off();
2883         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2884         spin_lock(&l3->list_lock);
2885
2886         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2887         offset = l3->colour_next;
2888         l3->colour_next++;
2889         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2890                 l3->colour_next = 0;
2891         spin_unlock(&l3->list_lock);
2892
2893         offset *= cachep->colour_off;
2894
2895         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2896                 local_irq_enable();
2897
2898         /*
2899          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2900          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2901          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2902          * will eventually be caught here (where it matters).
2903          */
2904         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2905
2906         /*
2907          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2908          * 'nodeid'.
2909          */
2910         if (!objp)
2911                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2912         if (!objp)
2913                 goto failed;
2914
2915         /* Get slab management. */
2916         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2917                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2918         if (!slabp)
2919                 goto opps1;
2920
2921         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2922
2923         cache_init_objs(cachep, slabp);
2924
2925         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2926                 local_irq_disable();
2927         check_irq_off();
2928         spin_lock(&l3->list_lock);
2929
2930         /* Make slab active. */
2931         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2932         STATS_INC_GROWN(cachep);
2933         l3->free_objects += cachep->num;
2934         spin_unlock(&l3->list_lock);
2935         return 1;
2936 opps1:
2937         kmem_freepages(cachep, objp);
2938 failed:
2939         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2940                 local_irq_disable();
2941         return 0;
2942 }
2943
2944 #if DEBUG
2945
2946 /*
2947  * Perform extra freeing checks:
2948  * - detect bad pointers.
2949  * - POISON/RED_ZONE checking
2950  */
2951 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2952 {
2953         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2954                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2955                        (unsigned long)objp);
2956                 BUG();
2957         }
2958 }
2959
2960 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2961 {
2962         unsigned long long redzone1, redzone2;
2963
2964         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2965         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2966
2967         /*
2968          * Redzone is ok.
2969          */
2970         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2971                 return;
2972
2973         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2974                 slab_error(cache, "double free detected");
2975         else
2976                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2977
2978         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2979                         obj, redzone1, redzone2);
2980 }
2981
2982 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2983                                    void *caller)
2984 {
2985         struct page *page;
2986         unsigned int objnr;
2987         struct slab *slabp;
2988
2989         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2990
2991         objp -= obj_offset(cachep);
2992         kfree_debugcheck(objp);
2993         page = virt_to_head_page(objp);
2994
2995         slabp = page_get_slab(page);
2996
2997         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2998                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2999                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
3000                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
3001         }
3002         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3003                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3004
3005         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
3006
3007         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
3008         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
3009
3010 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3011         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
3012 #endif
3013         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3014 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3015                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
3016                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
3017                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3018                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
3019                 } else {
3020                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
3021                 }
3022 #else
3023                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
3024 #endif
3025         }
3026         return objp;
3027 }
3028
3029 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
3030 {
3031         kmem_bufctl_t i;
3032         int entries = 0;
3033
3034         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
3035         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
3036                 entries++;
3037                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
3038                         goto bad;
3039         }
3040         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
3041 bad:
3042                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
3043                                 "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Hexdump:\n",
3044                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse);
3045                 print_hex_dump(KERN_ERR, "", DUMP_PREFIX_OFFSET, 16, 1, slabp,
3046                         sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t),
3047                         1);
3048                 BUG();
3049         }
3050 }
3051 #else
3052 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
3053 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
3054 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
3055 #endif
3056
3057 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3058 {
3059         int batchcount;
3060         struct kmem_list3 *l3;
3061         struct array_cache *ac;
3062         int node;
3063
3064 retry:
3065         check_irq_off();
3066         node = numa_mem_id();
3067         ac = cpu_cache_get(cachep);
3068         batchcount = ac->batchcount;
3069         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
3070                 /*
3071                  * If there was little recent activity on this cache, then
3072                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
3073                  * refill bouncing.
3074                  */
3075                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
3076         }
3077         l3 = cachep->nodelists[node];
3078
3079         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
3080         spin_lock(&l3->list_lock);
3081
3082         /* See if we can refill from the shared array */
3083         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount)) {
3084                 l3->shared->touched = 1;
3085                 goto alloc_done;
3086         }
3087
3088         while (batchcount > 0) {
3089                 struct list_head *entry;
3090                 struct slab *slabp;
3091                 /* Get slab alloc is to come from. */
3092                 entry = l3->slabs_partial.next;
3093                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
3094                         l3->free_touched = 1;
3095                         entry = l3->slabs_free.next;
3096                         if (entry == &l3->slabs_free)
3097                                 goto must_grow;
3098                 }
3099
3100                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3101                 check_slabp(cachep, slabp);
3102                 check_spinlock_acquired(cachep);
3103
3104                 /*
3105                  * The slab was either on partial or free list so
3106                  * there must be at least one object available for
3107                  * allocation.
3108                  */
3109                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3110
3111                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3112                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3113                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3114                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3115
3116                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
3117                                                             node);
3118                 }
3119                 check_slabp(cachep, slabp);
3120
3121                 /* move slabp to correct slabp list: */
3122                 list_del(&slabp->list);
3123                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3124                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3125                 else
3126                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3127         }
3128
3129 must_grow:
3130         l3->free_objects -= ac->avail;
3131 alloc_done:
3132         spin_unlock(&l3->list_lock);
3133
3134         if (unlikely(!ac->avail)) {
3135                 int x;
3136                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3137
3138                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3139                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3140                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3141                         return NULL;
3142
3143                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3144                         goto retry;
3145         }
3146         ac->touched = 1;
3147         return ac->entry[--ac->avail];
3148 }
3149
3150 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3151                                                 gfp_t flags)
3152 {
3153         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3154 #if DEBUG
3155         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3156 #endif
3157 }
3158
3159 #if DEBUG
3160 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3161                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3162 {
3163         if (!objp)
3164                 return objp;
3165         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3166 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3167                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3168                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3169                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3170                 else
3171                         check_poison_obj(cachep, objp);
3172 #else
3173                 check_poison_obj(cachep, objp);
3174 #endif
3175                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3176         }
3177         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3178                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3179
3180         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3181                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3182                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3183                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3184                                                 " object was overwritten");
3185                         printk(KERN_ERR
3186                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3187                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3188                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3189                 }
3190                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3191                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3192         }
3193 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3194         {
3195                 struct slab *slabp;
3196                 unsigned objnr;
3197
3198                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3199                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3200                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3201         }
3202 #endif
3203         objp += obj_offset(cachep);
3204         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3205                 cachep->ctor(objp);
3206         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3207             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3208                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3209                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3210         }
3211         return objp;
3212 }
3213 #else
3214 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3215 #endif
3216
3217 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3218 {
3219         if (cachep == &cache_cache)
3220                 return false;
3221
3222         return should_failslab(obj_size(cachep), flags, cachep->flags);
3223 }
3224
3225 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3226 {
3227         void *objp;
3228         struct array_cache *ac;
3229
3230         check_irq_off();
3231
3232         ac = cpu_cache_get(cachep);
3233         if (likely(ac->avail)) {
3234                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3235                 ac->touched = 1;
3236                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3237         } else {
3238                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3239                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3240                 /*
3241                  * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3242                  * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3243                  */
3244                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3245         }
3246         /*
3247          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3248          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3249          * treat the array pointers as a reference to the object.
3250          */
3251         if (objp)
3252                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3253         return objp;
3254 }
3255
3256 #ifdef CONFIG_NUMA
3257 /*
3258  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3259  *
3260  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3261  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3262  */
3263 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3264 {
3265         int nid_alloc, nid_here;
3266
3267         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3268                 return NULL;
3269         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3270         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3271                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3272         else if (current->mempolicy)
3273                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3274         if (nid_alloc != nid_here)
3275                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3276         return NULL;
3277 }
3278
3279 /*
3280  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3281  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3282  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3283  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3284  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3285  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3286  */
3287 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3288 {
3289         struct zonelist *zonelist;
3290         gfp_t local_flags;
3291         struct zoneref *z;
3292         struct zone *zone;
3293         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3294         void *obj = NULL;
3295         int nid;
3296         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3297
3298         if (flags & __GFP_THISNODE)
3299                 return NULL;
3300
3301         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3302
3303 retry_cpuset:
3304         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
3305         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
3306
3307 retry:
3308         /*
3309          * Look through allowed nodes for objects available
3310          * from existing per node queues.
3311          */
3312         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3313                 nid = zone_to_nid(zone);
3314
3315                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3316                         cache->nodelists[nid] &&
3317                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3318                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3319                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3320                                 if (obj)
3321                                         break;
3322                 }
3323         }
3324
3325         if (!obj) {
3326                 /*
3327                  * This allocation will be performed within the constraints
3328                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3329                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3330                  * set and go into memory reserves if necessary.
3331                  */
3332                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3333                         local_irq_enable();
3334                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3335                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3336                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3337                         local_irq_disable();
3338                 if (obj) {
3339                         /*
3340                          * Insert into the appropriate per node queues
3341                          */
3342                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3343                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3344                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3345                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3346                                 if (!obj)
3347                                         /*
3348                                          * Another processor may allocate the
3349                                          * objects in the slab since we are
3350                                          * not holding any locks.
3351                                          */
3352                                         goto retry;
3353                         } else {
3354                                 /* cache_grow already freed obj */
3355                                 obj = NULL;
3356                         }
3357                 }
3358         }
3359
3360         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !obj))
3361                 goto retry_cpuset;
3362         return obj;
3363 }
3364
3365 /*
3366  * A interface to enable slab creation on nodeid
3367  */
3368 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3369                                 int nodeid)
3370 {
3371         struct list_head *entry;
3372         struct slab *slabp;
3373         struct kmem_list3 *l3;
3374         void *obj;
3375         int x;
3376
3377         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3378         BUG_ON(!l3);
3379
3380 retry:
3381         check_irq_off();
3382         spin_lock(&l3->list_lock);
3383         entry = l3->slabs_partial.next;
3384         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3385                 l3->free_touched = 1;
3386                 entry = l3->slabs_free.next;
3387                 if (entry == &l3->slabs_free)
3388                         goto must_grow;
3389         }
3390
3391         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3392         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3393         check_slabp(cachep, slabp);
3394
3395         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3396         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3397         STATS_SET_HIGH(cachep);
3398
3399         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3400
3401         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3402         check_slabp(cachep, slabp);
3403         l3->free_objects--;
3404         /* move slabp to correct slabp list: */
3405         list_del(&slabp->list);
3406
3407         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3408                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3409         else
3410                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3411
3412         spin_unlock(&l3->list_lock);
3413         goto done;
3414
3415 must_grow:
3416         spin_unlock(&l3->list_lock);
3417         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3418         if (x)
3419                 goto retry;
3420
3421         return fallback_alloc(cachep, flags);
3422
3423 done:
3424         return obj;
3425 }
3426
3427 /**
3428  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3429  * @cachep: The cache to allocate from.
3430  * @flags: See kmalloc().
3431  * @nodeid: node number of the target node.
3432  * @caller: return address of caller, used for debug information
3433  *
3434  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3435  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3436  *
3437  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3438  */
3439 static __always_inline void *
3440 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3441                    void *caller)
3442 {
3443         unsigned long save_flags;