a7f9c244aac66908a3d00c9a90047869449553f4
[~shefty/rdma-dev.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 or
483  * overridden on the command line.
484  */
485 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
486 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
487 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
488 static bool slab_max_order_set __initdata;
489
490 /*
491  * Functions for storing/retrieving the cachep and or slab from the page
492  * allocator.  These are used to find the slab an obj belongs to.  With kfree(),
493  * these are used to find the cache which an obj belongs to.
494  */
495 static inline void page_set_cache(struct page *page, struct kmem_cache *cache)
496 {
497         page->lru.next = (struct list_head *)cache;
498 }
499
500 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
501 {
502         page = compound_head(page);
503         BUG_ON(!PageSlab(page));
504         return (struct kmem_cache *)page->lru.next;
505 }
506
507 static inline void page_set_slab(struct page *page, struct slab *slab)
508 {
509         page->lru.prev = (struct list_head *)slab;
510 }
511
512 static inline struct slab *page_get_slab(struct page *page)
513 {
514         BUG_ON(!PageSlab(page));
515         return (struct slab *)page->lru.prev;
516 }
517
518 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
519 {
520         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
521         return page_get_cache(page);
522 }
523
524 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
525 {
526         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
527         return page_get_slab(page);
528 }
529
530 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
531                                  unsigned int idx)
532 {
533         return slab->s_mem + cache->buffer_size * idx;
534 }
535
536 /*
537  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->buffer_size)
538  *   Using the fact that buffer_size is a constant for a particular cache,
539  *   we can replace (offset / cache->buffer_size) by
540  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
541  */
542 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
543                                         const struct slab *slab, void *obj)
544 {
545         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
546         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
547 }
548
549 /*
550  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
551  */
552 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
553 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
554 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
555         CACHE(ULONG_MAX)
556 #undef CACHE
557 };
558 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
559
560 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
561 struct cache_names {
562         char *name;
563         char *name_dma;
564 };
565
566 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
567 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
568 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
569         {NULL,}
570 #undef CACHE
571 };
572
573 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
574     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
575 static struct arraycache_init initarray_generic =
576     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
577
578 /* internal cache of cache description objs */
579 static struct kmem_list3 *cache_cache_nodelists[MAX_NUMNODES];
580 static struct kmem_cache cache_cache = {
581         .nodelists = cache_cache_nodelists,
582         .batchcount = 1,
583         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
584         .shared = 1,
585         .buffer_size = sizeof(struct kmem_cache),
586         .name = "kmem_cache",
587 };
588
589 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
590
591 /*
592  * chicken and egg problem: delay the per-cpu array allocation
593  * until the general caches are up.
594  */
595 static enum {
596         NONE,
597         PARTIAL_AC,
598         PARTIAL_L3,
599         EARLY,
600         FULL
601 } g_cpucache_up;
602
603 /*
604  * used by boot code to determine if it can use slab based allocator
605  */
606 int slab_is_available(void)
607 {
608         return g_cpucache_up >= EARLY;
609 }
610
611 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
612
613 /*
614  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
615  * for other slabs "off slab".
616  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
617  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
618  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
619  *
620  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
621  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
622  * then comes back up during hotplug
623  */
624 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
625 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
626
627 static struct lock_class_key debugobj_l3_key;
628 static struct lock_class_key debugobj_alc_key;
629
630 static void slab_set_lock_classes(struct kmem_cache *cachep,
631                 struct lock_class_key *l3_key, struct lock_class_key *alc_key,
632                 int q)
633 {
634         struct array_cache **alc;
635         struct kmem_list3 *l3;
636         int r;
637
638         l3 = cachep->nodelists[q];
639         if (!l3)
640                 return;
641
642         lockdep_set_class(&l3->list_lock, l3_key);
643         alc = l3->alien;
644         /*
645          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
646          * should go away when common slab code is taught to
647          * work even without alien caches.
648          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
649          * for alloc_alien_cache,
650          */
651         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
652                 return;
653         for_each_node(r) {
654                 if (alc[r])
655                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock, alc_key);
656         }
657 }
658
659 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
660 {
661         slab_set_lock_classes(cachep, &debugobj_l3_key, &debugobj_alc_key, node);
662 }
663
664 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
665 {
666         int node;
667
668         for_each_online_node(node)
669                 slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
670 }
671
672 static void init_node_lock_keys(int q)
673 {
674         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
675
676         if (g_cpucache_up != FULL)
677                 return;
678
679         for (s = malloc_sizes; s->cs_size != ULONG_MAX; s++) {
680                 struct kmem_list3 *l3;
681
682                 l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
683                 if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
684                         continue;
685
686                 slab_set_lock_classes(s->cs_cachep, &on_slab_l3_key,
687                                 &on_slab_alc_key, q);
688         }
689 }
690
691 static inline void init_lock_keys(void)
692 {
693         int node;
694
695         for_each_node(node)
696                 init_node_lock_keys(node);
697 }
698 #else
699 static void init_node_lock_keys(int q)
700 {
701 }
702
703 static inline void init_lock_keys(void)
704 {
705 }
706
707 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
708 {
709 }
710
711 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
712 {
713 }
714 #endif
715
716 /*
717  * Guard access to the cache-chain.
718  */
719 static DEFINE_MUTEX(cache_chain_mutex);
720 static struct list_head cache_chain;
721
722 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
723
724 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
725 {
726         return cachep->array[smp_processor_id()];
727 }
728
729 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
730                                                         gfp_t gfpflags)
731 {
732         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
733
734 #if DEBUG
735         /* This happens if someone tries to call
736          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
737          * the generic caches are initialized.
738          */
739         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
740 #endif
741         if (!size)
742                 return ZERO_SIZE_PTR;
743
744         while (size > csizep->cs_size)
745                 csizep++;
746
747         /*
748          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
749          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
750          * for large kmalloc calls required.
751          */
752 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
753         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
754                 return csizep->cs_dmacachep;
755 #endif
756         return csizep->cs_cachep;
757 }
758
759 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
760 {
761         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
762 }
763
764 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
765 {
766         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
767 }
768
769 /*
770  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
771  */
772 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
773                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
774                            unsigned int *num)
775 {
776         int nr_objs;
777         size_t mgmt_size;
778         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
779
780         /*
781          * The slab management structure can be either off the slab or
782          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
783          * slab is used for:
784          *
785          * - The struct slab
786          * - One kmem_bufctl_t for each object
787          * - Padding to respect alignment of @align
788          * - @buffer_size bytes for each object
789          *
790          * If the slab management structure is off the slab, then the
791          * alignment will already be calculated into the size. Because
792          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
793          * correct alignment when allocated.
794          */
795         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
796                 mgmt_size = 0;
797                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
798
799                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
800                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
801         } else {
802                 /*
803                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
804                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
805                  * least @align. In the worst case, this result will
806                  * be one greater than the number of objects that fit
807                  * into the memory allocation when taking the padding
808                  * into account.
809                  */
810                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
811                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
812
813                 /*
814                  * This calculated number will be either the right
815                  * amount, or one greater than what we want.
816                  */
817                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
818                        > slab_size)
819                         nr_objs--;
820
821                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
822                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
823
824                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
825         }
826         *num = nr_objs;
827         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
828 }
829
830 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
831
832 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
833                         char *msg)
834 {
835         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
836                function, cachep->name, msg);
837         dump_stack();
838 }
839
840 /*
841  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
842  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
843  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
844  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
845  * line
846   */
847
848 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
849 static int __init noaliencache_setup(char *s)
850 {
851         use_alien_caches = 0;
852         return 1;
853 }
854 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
855
856 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
857 {
858         get_option(&str, &slab_max_order);
859         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
860                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
861         slab_max_order_set = true;
862
863         return 1;
864 }
865 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
866
867 #ifdef CONFIG_NUMA
868 /*
869  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
870  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
871  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
872  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
873  */
874 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
875
876 static void init_reap_node(int cpu)
877 {
878         int node;
879
880         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
881         if (node == MAX_NUMNODES)
882                 node = first_node(node_online_map);
883
884         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
885 }
886
887 static void next_reap_node(void)
888 {
889         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
890
891         node = next_node(node, node_online_map);
892         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
893                 node = first_node(node_online_map);
894         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
895 }
896
897 #else
898 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
899 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
900 #endif
901
902 /*
903  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
904  * via the workqueue/eventd.
905  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
906  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
907  * lock.
908  */
909 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
910 {
911         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
912
913         /*
914          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
915          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
916          * at that time.
917          */
918         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
919                 init_reap_node(cpu);
920                 INIT_DELAYED_WORK_DEFERRABLE(reap_work, cache_reap);
921                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
922                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
923         }
924 }
925
926 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
927                                             int batchcount, gfp_t gfp)
928 {
929         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
930         struct array_cache *nc = NULL;
931
932         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
933         /*
934          * The array_cache structures contain pointers to free object.
935          * However, when such objects are allocated or transferred to another
936          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
937          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
938          * not scan such objects.
939          */
940         kmemleak_no_scan(nc);
941         if (nc) {
942                 nc->avail = 0;
943                 nc->limit = entries;
944                 nc->batchcount = batchcount;
945                 nc->touched = 0;
946                 spin_lock_init(&nc->lock);
947         }
948         return nc;
949 }
950
951 /*
952  * Transfer objects in one arraycache to another.
953  * Locking must be handled by the caller.
954  *
955  * Return the number of entries transferred.
956  */
957 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
958                 struct array_cache *from, unsigned int max)
959 {
960         /* Figure out how many entries to transfer */
961         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
962
963         if (!nr)
964                 return 0;
965
966         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
967                         sizeof(void *) *nr);
968
969         from->avail -= nr;
970         to->avail += nr;
971         return nr;
972 }
973
974 #ifndef CONFIG_NUMA
975
976 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
977 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
978
979 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
980 {
981         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
982 }
983
984 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
985 {
986 }
987
988 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
989 {
990         return 0;
991 }
992
993 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
994                 gfp_t flags)
995 {
996         return NULL;
997 }
998
999 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1000                  gfp_t flags, int nodeid)
1001 {
1002         return NULL;
1003 }
1004
1005 #else   /* CONFIG_NUMA */
1006
1007 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1008 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1009
1010 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1011 {
1012         struct array_cache **ac_ptr;
1013         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1014         int i;
1015
1016         if (limit > 1)
1017                 limit = 12;
1018         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
1019         if (ac_ptr) {
1020                 for_each_node(i) {
1021                         if (i == node || !node_online(i))
1022                                 continue;
1023                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
1024                         if (!ac_ptr[i]) {
1025                                 for (i--; i >= 0; i--)
1026                                         kfree(ac_ptr[i]);
1027                                 kfree(ac_ptr);
1028                                 return NULL;
1029                         }
1030                 }
1031         }
1032         return ac_ptr;
1033 }
1034
1035 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1036 {
1037         int i;
1038
1039         if (!ac_ptr)
1040                 return;
1041         for_each_node(i)
1042             kfree(ac_ptr[i]);
1043         kfree(ac_ptr);
1044 }
1045
1046 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1047                                 struct array_cache *ac, int node)
1048 {
1049         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1050
1051         if (ac->avail) {
1052                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1053                 /*
1054                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1055                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1056                  * into the free lists and getting them back later.
1057                  */
1058                 if (rl3->shared)
1059                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1060
1061                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1062                 ac->avail = 0;
1063                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1064         }
1065 }
1066
1067 /*
1068  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1069  */
1070 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1071 {
1072         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1073
1074         if (l3->alien) {
1075                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1076
1077                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1078                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1079                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1080                 }
1081         }
1082 }
1083
1084 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1085                                 struct array_cache **alien)
1086 {
1087         int i = 0;
1088         struct array_cache *ac;
1089         unsigned long flags;
1090
1091         for_each_online_node(i) {
1092                 ac = alien[i];
1093                 if (ac) {
1094                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1095                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1096                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1097                 }
1098         }
1099 }
1100
1101 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1102 {
1103         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1104         int nodeid = slabp->nodeid;
1105         struct kmem_list3 *l3;
1106         struct array_cache *alien = NULL;
1107         int node;
1108
1109         node = numa_mem_id();
1110
1111         /*
1112          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1113          * cache on this cpu.
1114          */
1115         if (likely(slabp->nodeid == node))
1116                 return 0;
1117
1118         l3 = cachep->nodelists[node];
1119         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1120         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1121                 alien = l3->alien[nodeid];
1122                 spin_lock(&alien->lock);
1123                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1124                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1125                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1126                 }
1127                 alien->entry[alien->avail++] = objp;
1128                 spin_unlock(&alien->lock);
1129         } else {
1130                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1131                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1132                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1133         }
1134         return 1;
1135 }
1136 #endif
1137
1138 /*
1139  * Allocates and initializes nodelists for a node on each slab cache, used for
1140  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_list3
1141  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1142  * When hotplugging memory or a cpu, existing nodelists are not replaced if
1143  * already in use.
1144  *
1145  * Must hold cache_chain_mutex.
1146  */
1147 static int init_cache_nodelists_node(int node)
1148 {
1149         struct kmem_cache *cachep;
1150         struct kmem_list3 *l3;
1151         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1152
1153         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1154                 /*
1155                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1156                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1157                  * node has not already allocated this
1158                  */
1159                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1160                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1161                         if (!l3)
1162                                 return -ENOMEM;
1163                         kmem_list3_init(l3);
1164                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1165                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1166
1167                         /*
1168                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1169                          * go.  cache_chain_mutex is sufficient
1170                          * protection here.
1171                          */
1172                         cachep->nodelists[node] = l3;
1173                 }
1174
1175                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1176                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1177                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1178                         cachep->batchcount + cachep->num;
1179                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1180         }
1181         return 0;
1182 }
1183
1184 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1185 {
1186         struct kmem_cache *cachep;
1187         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1188         int node = cpu_to_mem(cpu);
1189         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1190
1191         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1192                 struct array_cache *nc;
1193                 struct array_cache *shared;
1194                 struct array_cache **alien;
1195
1196                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1197                 nc = cachep->array[cpu];
1198                 cachep->array[cpu] = NULL;
1199                 l3 = cachep->nodelists[node];
1200
1201                 if (!l3)
1202                         goto free_array_cache;
1203
1204                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1205
1206                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1207                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1208                 if (nc)
1209                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1210
1211                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1212                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1213                         goto free_array_cache;
1214                 }
1215
1216                 shared = l3->shared;
1217                 if (shared) {
1218                         free_block(cachep, shared->entry,
1219                                    shared->avail, node);
1220                         l3->shared = NULL;
1221                 }
1222
1223                 alien = l3->alien;
1224                 l3->alien = NULL;
1225
1226                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1227
1228                 kfree(shared);
1229                 if (alien) {
1230                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1231                         free_alien_cache(alien);
1232                 }
1233 free_array_cache:
1234                 kfree(nc);
1235         }
1236         /*
1237          * In the previous loop, all the objects were freed to
1238          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1239          * shrink each nodelist to its limit.
1240          */
1241         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1242                 l3 = cachep->nodelists[node];
1243                 if (!l3)
1244                         continue;
1245                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1246         }
1247 }
1248
1249 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1250 {
1251         struct kmem_cache *cachep;
1252         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1253         int node = cpu_to_mem(cpu);
1254         int err;
1255
1256         /*
1257          * We need to do this right in the beginning since
1258          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1259          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1260          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1261          */
1262         err = init_cache_nodelists_node(node);
1263         if (err < 0)
1264                 goto bad;
1265
1266         /*
1267          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1268          * array caches
1269          */
1270         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1271                 struct array_cache *nc;
1272                 struct array_cache *shared = NULL;
1273                 struct array_cache **alien = NULL;
1274
1275                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1276                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1277                 if (!nc)
1278                         goto bad;
1279                 if (cachep->shared) {
1280                         shared = alloc_arraycache(node,
1281                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1282                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1283                         if (!shared) {
1284                                 kfree(nc);
1285                                 goto bad;
1286                         }
1287                 }
1288                 if (use_alien_caches) {
1289                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1290                         if (!alien) {
1291                                 kfree(shared);
1292                                 kfree(nc);
1293                                 goto bad;
1294                         }
1295                 }
1296                 cachep->array[cpu] = nc;
1297                 l3 = cachep->nodelists[node];
1298                 BUG_ON(!l3);
1299
1300                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1301                 if (!l3->shared) {
1302                         /*
1303                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1304                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1305                          */
1306                         l3->shared = shared;
1307                         shared = NULL;
1308                 }
1309 #ifdef CONFIG_NUMA
1310                 if (!l3->alien) {
1311                         l3->alien = alien;
1312                         alien = NULL;
1313                 }
1314 #endif
1315                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1316                 kfree(shared);
1317                 free_alien_cache(alien);
1318                 if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS)
1319                         slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
1320         }
1321         init_node_lock_keys(node);
1322
1323         return 0;
1324 bad:
1325         cpuup_canceled(cpu);
1326         return -ENOMEM;
1327 }
1328
1329 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1330                                     unsigned long action, void *hcpu)
1331 {
1332         long cpu = (long)hcpu;
1333         int err = 0;
1334
1335         switch (action) {
1336         case CPU_UP_PREPARE:
1337         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1338                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1339                 err = cpuup_prepare(cpu);
1340                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1341                 break;
1342         case CPU_ONLINE:
1343         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1344                 start_cpu_timer(cpu);
1345                 break;
1346 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1347         case CPU_DOWN_PREPARE:
1348         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1349                 /*
1350                  * Shutdown cache reaper. Note that the cache_chain_mutex is
1351                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1352                  * anything expensive but will only modify reap_work
1353                  * and reschedule the timer.
1354                 */
1355                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1356                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1357                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1358                 break;
1359         case CPU_DOWN_FAILED:
1360         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1361                 start_cpu_timer(cpu);
1362                 break;
1363         case CPU_DEAD:
1364         case CPU_DEAD_FROZEN:
1365                 /*
1366                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1367                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1368                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1369                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1370                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1371                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1372                  */
1373                 /* fall through */
1374 #endif
1375         case CPU_UP_CANCELED:
1376         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1377                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1378                 cpuup_canceled(cpu);
1379                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1380                 break;
1381         }
1382         return notifier_from_errno(err);
1383 }
1384
1385 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1386         &cpuup_callback, NULL, 0
1387 };
1388
1389 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1390 /*
1391  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1392  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1393  * removed.
1394  *
1395  * Must hold cache_chain_mutex.
1396  */
1397 static int __meminit drain_cache_nodelists_node(int node)
1398 {
1399         struct kmem_cache *cachep;
1400         int ret = 0;
1401
1402         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next) {
1403                 struct kmem_list3 *l3;
1404
1405                 l3 = cachep->nodelists[node];
1406                 if (!l3)
1407                         continue;
1408
1409                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1410
1411                 if (!list_empty(&l3->slabs_full) ||
1412                     !list_empty(&l3->slabs_partial)) {
1413                         ret = -EBUSY;
1414                         break;
1415                 }
1416         }
1417         return ret;
1418 }
1419
1420 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1421                                         unsigned long action, void *arg)
1422 {
1423         struct memory_notify *mnb = arg;
1424         int ret = 0;
1425         int nid;
1426
1427         nid = mnb->status_change_nid;
1428         if (nid < 0)
1429                 goto out;
1430
1431         switch (action) {
1432         case MEM_GOING_ONLINE:
1433                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1434                 ret = init_cache_nodelists_node(nid);
1435                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1436                 break;
1437         case MEM_GOING_OFFLINE:
1438                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1439                 ret = drain_cache_nodelists_node(nid);
1440                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1441                 break;
1442         case MEM_ONLINE:
1443         case MEM_OFFLINE:
1444         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1445         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1446                 break;
1447         }
1448 out:
1449         return notifier_from_errno(ret);
1450 }
1451 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1452
1453 /*
1454  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1455  */
1456 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1457                                 int nodeid)
1458 {
1459         struct kmem_list3 *ptr;
1460
1461         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_NOWAIT, nodeid);
1462         BUG_ON(!ptr);
1463
1464         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1465         /*
1466          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1467          */
1468         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1469
1470         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1471         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1472 }
1473
1474 /*
1475  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1476  * size of kmem_list3.
1477  */
1478 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1479 {
1480         int node;
1481
1482         for_each_online_node(node) {
1483                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1484                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1485                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1486                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1487         }
1488 }
1489
1490 /*
1491  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1492  * before smp_init().
1493  */
1494 void __init kmem_cache_init(void)
1495 {
1496         size_t left_over;
1497         struct cache_sizes *sizes;
1498         struct cache_names *names;
1499         int i;
1500         int order;
1501         int node;
1502
1503         if (num_possible_nodes() == 1)
1504                 use_alien_caches = 0;
1505
1506         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1507                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1508                 if (i < MAX_NUMNODES)
1509                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1510         }
1511         set_up_list3s(&cache_cache, CACHE_CACHE);
1512
1513         /*
1514          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1515          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1516          * not overridden on the command line.
1517          */
1518         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1519                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1520
1521         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1522          * from caches that do not exist yet:
1523          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1524          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1525          *    cache_cache is statically allocated.
1526          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1527          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1528          *    array at the end of the bootstrap.
1529          * 2) Create the first kmalloc cache.
1530          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1531          *    An __init data area is used for the head array.
1532          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1533          *    head arrays.
1534          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1535          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1536          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1537          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1538          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1539          */
1540
1541         node = numa_mem_id();
1542
1543         /* 1) create the cache_cache */
1544         INIT_LIST_HEAD(&cache_chain);
1545         list_add(&cache_cache.next, &cache_chain);
1546         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1547         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1548         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1549
1550         /*
1551          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1552          */
1553         cache_cache.buffer_size = offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1554                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1555 #if DEBUG
1556         cache_cache.obj_size = cache_cache.buffer_size;
1557 #endif
1558         cache_cache.buffer_size = ALIGN(cache_cache.buffer_size,
1559                                         cache_line_size());
1560         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1561                 reciprocal_value(cache_cache.buffer_size);
1562
1563         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1564                 cache_estimate(order, cache_cache.buffer_size,
1565                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1566                 if (cache_cache.num)
1567                         break;
1568         }
1569         BUG_ON(!cache_cache.num);
1570         cache_cache.gfporder = order;
1571         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1572         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1573                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1574
1575         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1576         sizes = malloc_sizes;
1577         names = cache_names;
1578
1579         /*
1580          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1581          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1582          * bug.
1583          */
1584
1585         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1586                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1587                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1588                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1589                                         NULL);
1590
1591         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1592                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1593                         kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1594                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1595                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1596                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1597                                 NULL);
1598         }
1599
1600         slab_early_init = 0;
1601
1602         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1603                 /*
1604                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1605                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1606                  * eliminates "false sharing".
1607                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1608                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1609                  */
1610                 if (!sizes->cs_cachep) {
1611                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_create(names->name,
1612                                         sizes->cs_size,
1613                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1614                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1615                                         NULL);
1616                 }
1617 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1618                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_create(
1619                                         names->name_dma,
1620                                         sizes->cs_size,
1621                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1622                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1623                                                 SLAB_PANIC,
1624                                         NULL);
1625 #endif
1626                 sizes++;
1627                 names++;
1628         }
1629         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1630         {
1631                 struct array_cache *ptr;
1632
1633                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1634
1635                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1636                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
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                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1644
1645                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1646
1647                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1648                        != &initarray_generic.cache);
1649                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1650                        sizeof(struct arraycache_init));
1651                 /*
1652                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1653                  */
1654                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1655
1656                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1657                     ptr;
1658         }
1659         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1660         {
1661                 int nid;
1662
1663                 for_each_online_node(nid) {
1664                         init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1665
1666                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1667                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1668
1669                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1670                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1671                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1672                         }
1673                 }
1674         }
1675
1676         g_cpucache_up = EARLY;
1677 }
1678
1679 void __init kmem_cache_init_late(void)
1680 {
1681         struct kmem_cache *cachep;
1682
1683         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1684         init_lock_keys();
1685
1686         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1687         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
1688         list_for_each_entry(cachep, &cache_chain, next)
1689                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1690                         BUG();
1691         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
1692
1693         /* Done! */
1694         g_cpucache_up = FULL;
1695
1696         /*
1697          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1698          * cpu_cache_get for all new cpus
1699          */
1700         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1701
1702 #ifdef CONFIG_NUMA
1703         /*
1704          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1705          * nodelists.
1706          */
1707         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1708 #endif
1709
1710         /*
1711          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1712          * of the kernel is not yet operational.
1713          */
1714 }
1715
1716 static int __init cpucache_init(void)
1717 {
1718         int cpu;
1719
1720         /*
1721          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1722          */
1723         for_each_online_cpu(cpu)
1724                 start_cpu_timer(cpu);
1725         return 0;
1726 }
1727 __initcall(cpucache_init);
1728
1729 /*
1730  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1731  *
1732  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1733  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1734  * would be relatively rare and ignorable.
1735  */
1736 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1737 {
1738         struct page *page;
1739         int nr_pages;
1740         int i;
1741
1742 #ifndef CONFIG_MMU
1743         /*
1744          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1745          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1746          */
1747         flags |= __GFP_COMP;
1748 #endif
1749
1750         flags |= cachep->gfpflags;
1751         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1752                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1753
1754         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1755         if (!page)
1756                 return NULL;
1757
1758         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1759         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1760                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1761                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1762         else
1763                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1764                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1765         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1766                 __SetPageSlab(page + i);
1767
1768         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1769                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1770
1771                 if (cachep->ctor)
1772                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1773                 else
1774                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1775         }
1776
1777         return page_address(page);
1778 }
1779
1780 /*
1781  * Interface to system's page release.
1782  */
1783 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1784 {
1785         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1786         struct page *page = virt_to_page(addr);
1787         const unsigned long nr_freed = i;
1788
1789         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1790
1791         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1792                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1793                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1794         else
1795                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1796                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1797         while (i--) {
1798                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1799                 __ClearPageSlab(page);
1800                 page++;
1801         }
1802         if (current->reclaim_state)
1803                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1804         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1805 }
1806
1807 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1808 {
1809         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1810         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1811
1812         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1813         if (OFF_SLAB(cachep))
1814                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1815 }
1816
1817 #if DEBUG
1818
1819 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1820 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1821                             unsigned long caller)
1822 {
1823         int size = obj_size(cachep);
1824
1825         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1826
1827         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1828                 return;
1829
1830         *addr++ = 0x12345678;
1831         *addr++ = caller;
1832         *addr++ = smp_processor_id();
1833         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1834         {
1835                 unsigned long *sptr = &caller;
1836                 unsigned long svalue;
1837
1838                 while (!kstack_end(sptr)) {
1839                         svalue = *sptr++;
1840                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1841                                 *addr++ = svalue;
1842                                 size -= sizeof(unsigned long);
1843                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1844                                         break;
1845                         }
1846                 }
1847
1848         }
1849         *addr++ = 0x87654321;
1850 }
1851 #endif
1852
1853 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1854 {
1855         int size = obj_size(cachep);
1856         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1857
1858         memset(addr, val, size);
1859         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1860 }
1861
1862 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1863 {
1864         int i;
1865         unsigned char error = 0;
1866         int bad_count = 0;
1867
1868         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1869         for (i = 0; i < limit; i++) {
1870                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1871                         error = data[offset + i];
1872                         bad_count++;
1873                 }
1874         }
1875         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1876                         &data[offset], limit, 1);
1877
1878         if (bad_count == 1) {
1879                 error ^= POISON_FREE;
1880                 if (!(error & (error - 1))) {
1881                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1882                                         "bad RAM.\n");
1883 #ifdef CONFIG_X86
1884                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1885                                         "test tool.\n");
1886 #else
1887                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1888 #endif
1889                 }
1890         }
1891 }
1892 #endif
1893
1894 #if DEBUG
1895
1896 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1897 {
1898         int i, size;
1899         char *realobj;
1900
1901         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1902                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1903                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1904                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1905         }
1906
1907         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1908                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1909                         *dbg_userword(cachep, objp));
1910                 print_symbol("(%s)",
1911                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1912                 printk("\n");
1913         }
1914         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1915         size = obj_size(cachep);
1916         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1917                 int limit;
1918                 limit = 16;
1919                 if (i + limit > size)
1920                         limit = size - i;
1921                 dump_line(realobj, i, limit);
1922         }
1923 }
1924
1925 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1926 {
1927         char *realobj;
1928         int size, i;
1929         int lines = 0;
1930
1931         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1932         size = obj_size(cachep);
1933
1934         for (i = 0; i < size; i++) {
1935                 char exp = POISON_FREE;
1936                 if (i == size - 1)
1937                         exp = POISON_END;
1938                 if (realobj[i] != exp) {
1939                         int limit;
1940                         /* Mismatch ! */
1941                         /* Print header */
1942                         if (lines == 0) {
1943                                 printk(KERN_ERR
1944                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1945                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
1946                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1947                         }
1948                         /* Hexdump the affected line */
1949                         i = (i / 16) * 16;
1950                         limit = 16;
1951                         if (i + limit > size)
1952                                 limit = size - i;
1953                         dump_line(realobj, i, limit);
1954                         i += 16;
1955                         lines++;
1956                         /* Limit to 5 lines */
1957                         if (lines > 5)
1958                                 break;
1959                 }
1960         }
1961         if (lines != 0) {
1962                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1963                  * exist:
1964                  */
1965                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1966                 unsigned int objnr;
1967
1968                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1969                 if (objnr) {
1970                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1971                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1972                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1973                                realobj, size);
1974                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1975                 }
1976                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1977                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1978                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1979                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1980                                realobj, size);
1981                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1982                 }
1983         }
1984 }
1985 #endif
1986
1987 #if DEBUG
1988 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1989 {
1990         int i;
1991         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1992                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1993
1994                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1995 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1996                         if (cachep->buffer_size % PAGE_SIZE == 0 &&
1997                                         OFF_SLAB(cachep))
1998                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1999                                         cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
2000                         else
2001                                 check_poison_obj(cachep, objp);
2002 #else
2003                         check_poison_obj(cachep, objp);
2004 #endif
2005                 }
2006                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2007                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2008                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
2009                                            "was overwritten");
2010                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2011                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
2012                                            "was overwritten");
2013                 }
2014         }
2015 }
2016 #else
2017 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2018 {
2019 }
2020 #endif
2021
2022 /**
2023  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
2024  * @cachep: cache pointer being destroyed
2025  * @slabp: slab pointer being destroyed
2026  *
2027  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
2028  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
2029  * cache-lock is not held/needed.
2030  */
2031 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2032 {
2033         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
2034
2035         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
2036         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
2037                 struct slab_rcu *slab_rcu;
2038
2039                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
2040                 slab_rcu->cachep = cachep;
2041                 slab_rcu->addr = addr;
2042                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
2043         } else {
2044                 kmem_freepages(cachep, addr);
2045                 if (OFF_SLAB(cachep))
2046                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
2047         }
2048 }
2049
2050 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2051 {
2052         int i;
2053         struct kmem_list3 *l3;
2054
2055         for_each_online_cpu(i)
2056             kfree(cachep->array[i]);
2057
2058         /* NUMA: free the list3 structures */
2059         for_each_online_node(i) {
2060                 l3 = cachep->nodelists[i];
2061                 if (l3) {
2062                         kfree(l3->shared);
2063                         free_alien_cache(l3->alien);
2064                         kfree(l3);
2065                 }
2066         }
2067         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2068 }
2069
2070
2071 /**
2072  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2073  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2074  * @size: size of objects to be created in this cache.
2075  * @align: required alignment for the objects.
2076  * @flags: slab allocation flags
2077  *
2078  * Also calculates the number of objects per slab.
2079  *
2080  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2081  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2082  * towards high-order requests, this should be changed.
2083  */
2084 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2085                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2086 {
2087         unsigned long offslab_limit;
2088         size_t left_over = 0;
2089         int gfporder;
2090
2091         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2092                 unsigned int num;
2093                 size_t remainder;
2094
2095                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2096                 if (!num)
2097                         continue;
2098
2099                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2100                         /*
2101                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2102                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2103                          * looping condition in cache_grow().
2104                          */
2105                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2106                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2107
2108                         if (num > offslab_limit)
2109                                 break;
2110                 }
2111
2112                 /* Found something acceptable - save it away */
2113                 cachep->num = num;
2114                 cachep->gfporder = gfporder;
2115                 left_over = remainder;
2116
2117                 /*
2118                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2119                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2120                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2121                  */
2122                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2123                         break;
2124
2125                 /*
2126                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2127                  * currently bad for the gfp()s.
2128                  */
2129                 if (gfporder >= slab_max_order)
2130                         break;
2131
2132                 /*
2133                  * Acceptable internal fragmentation?
2134                  */
2135                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2136                         break;
2137         }
2138         return left_over;
2139 }
2140
2141 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2142 {
2143         if (g_cpucache_up == FULL)
2144                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2145
2146         if (g_cpucache_up == NONE) {
2147                 /*
2148                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2149                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2150                  * further caches will BUG().
2151                  */
2152                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2153
2154                 /*
2155                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2156                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2157                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2158                  */
2159                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2160                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2161                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2162                 else
2163                         g_cpucache_up = PARTIAL_AC;
2164         } else {
2165                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2166                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2167
2168                 if (g_cpucache_up == PARTIAL_AC) {
2169                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2170                         g_cpucache_up = PARTIAL_L3;
2171                 } else {
2172                         int node;
2173                         for_each_online_node(node) {
2174                                 cachep->nodelists[node] =
2175                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2176                                                 gfp, node);
2177                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2178                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2179                         }
2180                 }
2181         }
2182         cachep->nodelists[numa_mem_id()]->next_reap =
2183                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2184                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2185
2186         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2187         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2188         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2189         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2190         cachep->batchcount = 1;
2191         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2192         return 0;
2193 }
2194
2195 /**
2196  * kmem_cache_create - Create a cache.
2197  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2198  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2199  * @align: The required alignment for the objects.
2200  * @flags: SLAB flags
2201  * @ctor: A constructor for the objects.
2202  *
2203  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2204  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2205  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2206  *
2207  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2208  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2209  *
2210  * The flags are
2211  *
2212  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2213  * to catch references to uninitialised memory.
2214  *
2215  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2216  * for buffer overruns.
2217  *
2218  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2219  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2220  * as davem.
2221  */
2222 struct kmem_cache *
2223 kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2224         unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
2225 {
2226         size_t left_over, slab_size, ralign;
2227         struct kmem_cache *cachep = NULL, *pc;
2228         gfp_t gfp;
2229
2230         /*
2231          * Sanity checks... these are all serious usage bugs.
2232          */
2233         if (!name || in_interrupt() || (size < BYTES_PER_WORD) ||
2234             size > KMALLOC_MAX_SIZE) {
2235                 printk(KERN_ERR "%s: Early error in slab %s\n", __func__,
2236                                 name);
2237                 BUG();
2238         }
2239
2240         /*
2241          * We use cache_chain_mutex to ensure a consistent view of
2242          * cpu_online_mask as well.  Please see cpuup_callback
2243          */
2244         if (slab_is_available()) {
2245                 get_online_cpus();
2246                 mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2247         }
2248
2249         list_for_each_entry(pc, &cache_chain, next) {
2250                 char tmp;
2251                 int res;
2252
2253                 /*
2254                  * This happens when the module gets unloaded and doesn't
2255                  * destroy its slab cache and no-one else reuses the vmalloc
2256                  * area of the module.  Print a warning.
2257                  */
2258                 res = probe_kernel_address(pc->name, tmp);
2259                 if (res) {
2260                         printk(KERN_ERR
2261                                "SLAB: cache with size %d has lost its name\n",
2262                                pc->buffer_size);
2263                         continue;
2264                 }
2265
2266                 if (!strcmp(pc->name, name)) {
2267                         printk(KERN_ERR
2268                                "kmem_cache_create: duplicate cache %s\n", name);
2269                         dump_stack();
2270                         goto oops;
2271                 }
2272         }
2273
2274 #if DEBUG
2275         WARN_ON(strchr(name, ' '));     /* It confuses parsers */
2276 #if FORCED_DEBUG
2277         /*
2278          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2279          * large objects, if the increased size would increase the object size
2280          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2281          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2282          */
2283         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2284                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2285                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2286         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2287                 flags |= SLAB_POISON;
2288 #endif
2289         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2290                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2291 #endif
2292         /*
2293          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2294          * isn't available.
2295          */
2296         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2297
2298         /*
2299          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2300          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2301          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2302          */
2303         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2304                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2305                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2306         }
2307
2308         /* calculate the final buffer alignment: */
2309
2310         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2311         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2312                 /*
2313                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2314                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2315                  * one cacheline.
2316                  */
2317                 ralign = cache_line_size();
2318                 while (size <= ralign / 2)
2319                         ralign /= 2;
2320         } else {
2321                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2322         }
2323
2324         /*
2325          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2326          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2327          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2328          */
2329         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2330                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2331
2332         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2333                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2334                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2335                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2336                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2337                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2338         }
2339
2340         /* 2) arch mandated alignment */
2341         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2342                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2343         }
2344         /* 3) caller mandated alignment */
2345         if (ralign < align) {
2346                 ralign = align;
2347         }
2348         /* disable debug if necessary */
2349         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2350                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2351         /*
2352          * 4) Store it.
2353          */
2354         align = ralign;
2355
2356         if (slab_is_available())
2357                 gfp = GFP_KERNEL;
2358         else
2359                 gfp = GFP_NOWAIT;
2360
2361         /* Get cache's description obj. */
2362         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, gfp);
2363         if (!cachep)
2364                 goto oops;
2365
2366         cachep->nodelists = (struct kmem_list3 **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
2367 #if DEBUG
2368         cachep->obj_size = size;
2369
2370         /*
2371          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2372          * into align above.
2373          */
2374         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2375                 /* add space for red zone words */
2376                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2377                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2378         }
2379         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2380                 /* user store requires one word storage behind the end of
2381                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2382                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2383                  */
2384                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2385                         size += REDZONE_ALIGN;
2386                 else
2387                         size += BYTES_PER_WORD;
2388         }
2389 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2390         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2391             && cachep->obj_size > cache_line_size() && ALIGN(size, align) < PAGE_SIZE) {
2392                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, align);
2393                 size = PAGE_SIZE;
2394         }
2395 #endif
2396 #endif
2397
2398         /*
2399          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2400          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2401          * it too early on. Always use on-slab management when
2402          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2403          */
2404         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2405             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2406                 /*
2407                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2408                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2409                  */
2410                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2411
2412         size = ALIGN(size, align);
2413
2414         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2415
2416         if (!cachep->num) {
2417                 printk(KERN_ERR
2418                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2419                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2420                 cachep = NULL;
2421                 goto oops;
2422         }
2423         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2424                           + sizeof(struct slab), align);
2425
2426         /*
2427          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2428          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2429          */
2430         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2431                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2432                 left_over -= slab_size;
2433         }
2434
2435         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2436                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2437                 slab_size =
2438                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2439
2440 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2441                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2442                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2443                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2444                  */
2445                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2446                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2447 #endif
2448         }
2449
2450         cachep->colour_off = cache_line_size();
2451         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2452         if (cachep->colour_off < align)
2453                 cachep->colour_off = align;
2454         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2455         cachep->slab_size = slab_size;
2456         cachep->flags = flags;
2457         cachep->gfpflags = 0;
2458         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2459                 cachep->gfpflags |= GFP_DMA;
2460         cachep->buffer_size = size;
2461         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2462
2463         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2464                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2465                 /*
2466                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2467                  * But since we go off slab only for object size greater than
2468                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2469                  * this should not happen at all.
2470                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2471                  */
2472                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2473         }
2474         cachep->ctor = ctor;
2475         cachep->name = name;
2476
2477         if (setup_cpu_cache(cachep, gfp)) {
2478                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2479                 cachep = NULL;
2480                 goto oops;
2481         }
2482
2483         if (flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS) {
2484                 /*
2485                  * Would deadlock through slab_destroy()->call_rcu()->
2486                  * debug_object_activate()->kmem_cache_alloc().
2487                  */
2488                 WARN_ON_ONCE(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU);
2489
2490                 slab_set_debugobj_lock_classes(cachep);
2491         }
2492
2493         /* cache setup completed, link it into the list */
2494         list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2495 oops:
2496         if (!cachep && (flags & SLAB_PANIC))
2497                 panic("kmem_cache_create(): failed to create slab `%s'\n",
2498                       name);
2499         if (slab_is_available()) {
2500                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2501                 put_online_cpus();
2502         }
2503         return cachep;
2504 }
2505 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_create);
2506
2507 #if DEBUG
2508 static void check_irq_off(void)
2509 {
2510         BUG_ON(!irqs_disabled());
2511 }
2512
2513 static void check_irq_on(void)
2514 {
2515         BUG_ON(irqs_disabled());
2516 }
2517
2518 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2519 {
2520 #ifdef CONFIG_SMP
2521         check_irq_off();
2522         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_mem_id()]->list_lock);
2523 #endif
2524 }
2525
2526 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2527 {
2528 #ifdef CONFIG_SMP
2529         check_irq_off();
2530         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2531 #endif
2532 }
2533
2534 #else
2535 #define check_irq_off() do { } while(0)
2536 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2537 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2538 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2539 #endif
2540
2541 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2542                         struct array_cache *ac,
2543                         int force, int node);
2544
2545 static void do_drain(void *arg)
2546 {
2547         struct kmem_cache *cachep = arg;
2548         struct array_cache *ac;
2549         int node = numa_mem_id();
2550
2551         check_irq_off();
2552         ac = cpu_cache_get(cachep);
2553         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2554         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2555         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2556         ac->avail = 0;
2557 }
2558
2559 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2560 {
2561         struct kmem_list3 *l3;
2562         int node;
2563
2564         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2565         check_irq_on();
2566         for_each_online_node(node) {
2567                 l3 = cachep->nodelists[node];
2568                 if (l3 && l3->alien)
2569                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2570         }
2571
2572         for_each_online_node(node) {
2573                 l3 = cachep->nodelists[node];
2574                 if (l3)
2575                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2576         }
2577 }
2578
2579 /*
2580  * Remove slabs from the list of free slabs.
2581  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2582  *
2583  * Returns the actual number of slabs released.
2584  */
2585 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2586                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2587 {
2588         struct list_head *p;
2589         int nr_freed;
2590         struct slab *slabp;
2591
2592         nr_freed = 0;
2593         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2594
2595                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2596                 p = l3->slabs_free.prev;
2597                 if (p == &l3->slabs_free) {
2598                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2599                         goto out;
2600                 }
2601
2602                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2603 #if DEBUG
2604                 BUG_ON(slabp->inuse);
2605 #endif
2606                 list_del(&slabp->list);
2607                 /*
2608                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2609                  * to the cache.
2610                  */
2611                 l3->free_objects -= cache->num;
2612                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2613                 slab_destroy(cache, slabp);
2614                 nr_freed++;
2615         }
2616 out:
2617         return nr_freed;
2618 }
2619
2620 /* Called with cache_chain_mutex held to protect against cpu hotplug */
2621 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2622 {
2623         int ret = 0, i = 0;
2624         struct kmem_list3 *l3;
2625
2626         drain_cpu_caches(cachep);
2627
2628         check_irq_on();
2629         for_each_online_node(i) {
2630                 l3 = cachep->nodelists[i];
2631                 if (!l3)
2632                         continue;
2633
2634                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2635
2636                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2637                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2638         }
2639         return (ret ? 1 : 0);
2640 }
2641
2642 /**
2643  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2644  * @cachep: The cache to shrink.
2645  *
2646  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2647  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2648  */
2649 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2650 {
2651         int ret;
2652         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2653
2654         get_online_cpus();
2655         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2656         ret = __cache_shrink(cachep);
2657         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2658         put_online_cpus();
2659         return ret;
2660 }
2661 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2662
2663 /**
2664  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2665  * @cachep: the cache to destroy
2666  *
2667  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2668  *
2669  * It is expected this function will be called by a module when it is
2670  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2671  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2672  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2673  *
2674  * The cache must be empty before calling this function.
2675  *
2676  * The caller must guarantee that no one will allocate memory from the cache
2677  * during the kmem_cache_destroy().
2678  */
2679 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2680 {
2681         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2682
2683         /* Find the cache in the chain of caches. */
2684         get_online_cpus();
2685         mutex_lock(&cache_chain_mutex);
2686         /*
2687          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2688          */
2689         list_del(&cachep->next);
2690         if (__cache_shrink(cachep)) {
2691                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2692                 list_add(&cachep->next, &cache_chain);
2693                 mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2694                 put_online_cpus();
2695                 return;
2696         }
2697
2698         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2699                 rcu_barrier();
2700
2701         __kmem_cache_destroy(cachep);
2702         mutex_unlock(&cache_chain_mutex);
2703         put_online_cpus();
2704 }
2705 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2706
2707 /*
2708  * Get the memory for a slab management obj.
2709  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2710  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2711  * come from the same cache which is getting created because,
2712  * when we are searching for an appropriate cache for these
2713  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2714  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2715  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2716  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2717  */
2718 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2719                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2720                                    int nodeid)
2721 {
2722         struct slab *slabp;
2723
2724         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2725                 /* Slab management obj is off-slab. */
2726                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2727                                               local_flags, nodeid);
2728                 /*
2729                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2730                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2731                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2732                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2733                  */
2734                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2735                                    local_flags);
2736                 if (!slabp)
2737                         return NULL;
2738         } else {
2739                 slabp = objp + colour_off;
2740                 colour_off += cachep->slab_size;
2741         }
2742         slabp->inuse = 0;
2743         slabp->colouroff = colour_off;
2744         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2745         slabp->nodeid = nodeid;
2746         slabp->free = 0;
2747         return slabp;
2748 }
2749
2750 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2751 {
2752         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2753 }
2754
2755 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2756                             struct slab *slabp)
2757 {
2758         int i;
2759
2760         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2761                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2762 #if DEBUG
2763                 /* need to poison the objs? */
2764                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2765                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2766                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2767                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2768
2769                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2770                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2771                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2772                 }
2773                 /*
2774                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2775                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2776                  * They must also be threaded.
2777                  */
2778                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2779                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2780
2781                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2782                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2783                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2784                                            " end of an object");
2785                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2786                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2787                                            " start of an object");
2788                 }
2789                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2790                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2791                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2792                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
2793 #else
2794                 if (cachep->ctor)
2795                         cachep->ctor(objp);
2796 #endif
2797                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2798         }
2799         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2800 }
2801
2802 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2803 {
2804         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2805                 if (flags & GFP_DMA)
2806                         BUG_ON(!(cachep->gfpflags & GFP_DMA));
2807                 else
2808                         BUG_ON(cachep->gfpflags & GFP_DMA);
2809         }
2810 }
2811
2812 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2813                                 int nodeid)
2814 {
2815         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2816         kmem_bufctl_t next;
2817
2818         slabp->inuse++;
2819         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2820 #if DEBUG
2821         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2822         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2823 #endif
2824         slabp->free = next;
2825
2826         return objp;
2827 }
2828
2829 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2830                                 void *objp, int nodeid)
2831 {
2832         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2833
2834 #if DEBUG
2835         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2836         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2837
2838         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2839                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2840                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2841                 BUG();
2842         }
2843 #endif
2844         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2845         slabp->free = objnr;
2846         slabp->inuse--;
2847 }
2848
2849 /*
2850  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2851  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2852  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2853  */
2854 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2855                            void *addr)
2856 {
2857         int nr_pages;
2858         struct page *page;
2859
2860         page = virt_to_page(addr);
2861
2862         nr_pages = 1;
2863         if (likely(!PageCompound(page)))
2864                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2865
2866         do {
2867                 page_set_cache(page, cache);
2868                 page_set_slab(page, slab);
2869                 page++;
2870         } while (--nr_pages);
2871 }
2872
2873 /*
2874  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2875  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2876  */
2877 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2878                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2879 {
2880         struct slab *slabp;
2881         size_t offset;
2882         gfp_t local_flags;
2883         struct kmem_list3 *l3;
2884
2885         /*
2886          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2887          * critical path in kmem_cache_alloc().
2888          */
2889         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2890         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2891
2892         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2893         check_irq_off();
2894         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2895         spin_lock(&l3->list_lock);
2896
2897         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2898         offset = l3->colour_next;
2899         l3->colour_next++;
2900         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2901                 l3->colour_next = 0;
2902         spin_unlock(&l3->list_lock);
2903
2904         offset *= cachep->colour_off;
2905
2906         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2907                 local_irq_enable();
2908
2909         /*
2910          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2911          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2912          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2913          * will eventually be caught here (where it matters).
2914          */
2915         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2916
2917         /*
2918          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2919          * 'nodeid'.
2920          */
2921         if (!objp)
2922                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2923         if (!objp)
2924                 goto failed;
2925
2926         /* Get slab management. */
2927         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2928                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2929         if (!slabp)
2930                 goto opps1;
2931
2932         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2933
2934         cache_init_objs(cachep, slabp);
2935
2936         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2937                 local_irq_disable();
2938         check_irq_off();
2939         spin_lock(&l3->list_lock);
2940
2941         /* Make slab active. */
2942         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2943         STATS_INC_GROWN(cachep);
2944         l3->free_objects += cachep->num;
2945         spin_unlock(&l3->list_lock);
2946         return 1;
2947 opps1:
2948         kmem_freepages(cachep, objp);
2949 failed:
2950         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2951                 local_irq_disable();
2952         return 0;
2953 }
2954
2955 #if DEBUG
2956
2957 /*
2958  * Perform extra freeing checks:
2959  * - detect bad pointers.
2960  * - POISON/RED_ZONE checking
2961  */
2962 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2963 {
2964         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2965                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2966                        (unsigned long)objp);
2967                 BUG();
2968         }
2969 }
2970
2971 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2972 {
2973         unsigned long long redzone1, redzone2;
2974
2975         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2976         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2977
2978         /*
2979          * Redzone is ok.
2980          */
2981         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2982                 return;
2983
2984         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2985                 slab_error(cache, "double free detected");
2986         else
2987                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2988
2989         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2990                         obj, redzone1, redzone2);
2991 }
2992
2993 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2994                                    void *caller)
2995 {
2996         struct page *page;
2997         unsigned int objnr;
2998         struct slab *slabp;
2999
3000         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3001
3002         objp -= obj_offset(cachep);
3003         kfree_debugcheck(objp);
3004         page = virt_to_head_page(objp);
3005
3006         slabp = page_get_slab(page);
3007
3008         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3009                 verify_redzone_free(cachep, objp);
3010                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
3011                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
3012         }
3013         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3014                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3015
3016         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
3017
3018         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
3019         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
3020
3021 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3022         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
3023 #endif
3024         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3025 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3026                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
3027                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
3028                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3029                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 0);
3030                 } else {
3031                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
3032                 }
3033 #else
3034                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
3035 #endif
3036         }
3037         return objp;
3038 }
3039
3040 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
3041 {
3042         kmem_bufctl_t i;
3043         int entries = 0;
3044
3045         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
3046         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
3047                 entries++;
3048                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
3049                         goto bad;
3050         }
3051         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
3052 bad:
3053                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
3054                         "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Tainted(%s). Hexdump:\n",
3055                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse,
3056                         print_tainted());
3057                 print_hex_dump(KERN_ERR, "", DUMP_PREFIX_OFFSET, 16, 1, slabp,
3058                         sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t),
3059                         1);
3060                 BUG();
3061         }
3062 }
3063 #else
3064 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
3065 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
3066 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
3067 #endif
3068
3069 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3070 {
3071         int batchcount;
3072         struct kmem_list3 *l3;
3073         struct array_cache *ac;
3074         int node;
3075
3076 retry:
3077         check_irq_off();
3078         node = numa_mem_id();
3079         ac = cpu_cache_get(cachep);
3080         batchcount = ac->batchcount;
3081         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
3082                 /*
3083                  * If there was little recent activity on this cache, then
3084                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
3085                  * refill bouncing.
3086                  */
3087                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
3088         }
3089         l3 = cachep->nodelists[node];
3090
3091         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
3092         spin_lock(&l3->list_lock);
3093
3094         /* See if we can refill from the shared array */
3095         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount)) {
3096                 l3->shared->touched = 1;
3097                 goto alloc_done;
3098         }
3099
3100         while (batchcount > 0) {
3101                 struct list_head *entry;
3102                 struct slab *slabp;
3103                 /* Get slab alloc is to come from. */
3104                 entry = l3->slabs_partial.next;
3105                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
3106                         l3->free_touched = 1;
3107                         entry = l3->slabs_free.next;
3108                         if (entry == &l3->slabs_free)
3109                                 goto must_grow;
3110                 }
3111
3112                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3113                 check_slabp(cachep, slabp);
3114                 check_spinlock_acquired(cachep);
3115
3116                 /*
3117                  * The slab was either on partial or free list so
3118                  * there must be at least one object available for
3119                  * allocation.
3120                  */
3121                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3122
3123                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3124                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3125                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3126                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3127
3128                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, slabp,
3129                                                             node);
3130                 }
3131                 check_slabp(cachep, slabp);
3132
3133                 /* move slabp to correct slabp list: */
3134                 list_del(&slabp->list);
3135                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3136                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3137                 else
3138                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3139         }
3140
3141 must_grow:
3142         l3->free_objects -= ac->avail;
3143 alloc_done:
3144         spin_unlock(&l3->list_lock);
3145
3146         if (unlikely(!ac->avail)) {
3147                 int x;
3148                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3149
3150                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3151                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3152                 if (!x && ac->avail == 0)       /* no objects in sight? abort */
3153                         return NULL;
3154
3155                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3156                         goto retry;
3157         }
3158         ac->touched = 1;
3159         return ac->entry[--ac->avail];
3160 }
3161
3162 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3163                                                 gfp_t flags)
3164 {
3165         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3166 #if DEBUG
3167         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3168 #endif
3169 }
3170
3171 #if DEBUG
3172 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3173                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3174 {
3175         if (!objp)
3176                 return objp;
3177         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3178 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3179                 if ((cachep->buffer_size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3180                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3181                                          cachep->buffer_size / PAGE_SIZE, 1);
3182                 else
3183                         check_poison_obj(cachep, objp);
3184 #else
3185                 check_poison_obj(cachep, objp);
3186 #endif
3187                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3188         }
3189         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3190                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3191
3192         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3193                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3194                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3195                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3196                                                 " object was overwritten");
3197                         printk(KERN_ERR
3198                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3199                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3200                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3201                 }
3202                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3203                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3204         }
3205 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3206         {
3207                 struct slab *slabp;
3208                 unsigned objnr;
3209
3210                 slabp = page_get_slab(virt_to_head_page(objp));
3211                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->buffer_size;
3212                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3213         }
3214 #endif
3215         objp += obj_offset(cachep);
3216         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3217                 cachep->ctor(objp);
3218         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3219             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3220                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3221                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3222         }
3223         return objp;
3224 }
3225 #else
3226 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3227 #endif
3228
3229 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3230 {
3231         if (cachep == &cache_cache)
3232                 return false;
3233
3234         return should_failslab(obj_size(cachep), flags, cachep->flags);
3235 }
3236
3237 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3238 {
3239         void *objp;
3240         struct array_cache *ac;
3241
3242         check_irq_off();
3243
3244         ac = cpu_cache_get(cachep);
3245         if (likely(ac->avail)) {
3246                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3247                 ac->touched = 1;
3248                 objp = ac->entry[--ac->avail];
3249         } else {
3250                 STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3251                 objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
3252                 /*
3253                  * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3254                  * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3255                  */
3256                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3257         }
3258         /*
3259          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3260          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3261          * treat the array pointers as a reference to the object.
3262          */
3263         if (objp)
3264                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3265         return objp;
3266 }
3267
3268 #ifdef CONFIG_NUMA
3269 /*
3270  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3271  *
3272  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3273  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3274  */
3275 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3276 {
3277         int nid_alloc, nid_here;
3278
3279         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3280                 return NULL;
3281         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3282         get_mems_allowed();
3283         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3284                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3285         else if (current->mempolicy)
3286                 nid_alloc = slab_node(current->mempolicy);
3287         put_mems_allowed();
3288         if (nid_alloc != nid_here)
3289                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3290         return NULL;
3291 }
3292
3293 /*
3294  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3295  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3296  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3297  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3298  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3299  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3300  */
3301 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3302 {
3303         struct zonelist *zonelist;
3304         gfp_t local_flags;
3305         struct zoneref *z;
3306         struct zone *zone;
3307         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3308         void *obj = NULL;
3309         int nid;
3310
3311         if (flags & __GFP_THISNODE)
3312                 return NULL;
3313
3314         get_mems_allowed();
3315         zonelist = node_zonelist(slab_node(current->mempolicy), flags);
3316         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3317
3318 retry:
3319         /*
3320          * Look through allowed nodes for objects available
3321          * from existing per node queues.
3322          */
3323         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3324                 nid = zone_to_nid(zone);
3325
3326                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3327                         cache->nodelists[nid] &&
3328                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3329                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3330                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3331                                 if (obj)
3332                                         break;
3333                 }
3334         }
3335
3336         if (!obj) {
3337                 /*
3338                  * This allocation will be performed within the constraints
3339                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3340                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3341                  * set and go into memory reserves if necessary.
3342                  */
3343                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3344                         local_irq_enable();
3345                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3346                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3347                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3348                         local_irq_disable();
3349                 if (obj) {
3350                         /*
3351                          * Insert into the appropriate per node queues
3352                          */
3353                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3354                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3355                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3356                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3357                                 if (!obj)
3358                                         /*
3359                                          * Another processor may allocate the
3360                                          * objects in the slab since we are
3361                                          * not holding any locks.
3362                                          */
3363                                         goto retry;
3364                         } else {
3365                                 /* cache_grow already freed obj */
3366                                 obj = NULL;
3367                         }
3368                 }
3369         }
3370         put_mems_allowed();
3371         return obj;
3372 }
3373
3374 /*
3375  * A interface to enable slab creation on nodeid
3376  */
3377 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3378                                 int nodeid)
3379 {
3380         struct list_head *entry;
3381         struct slab *slabp;
3382         struct kmem_list3 *l3;
3383         void *obj;
3384         int x;
3385
3386         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3387         BUG_ON(!l3);
3388
3389 retry:
3390         check_irq_off();
3391         spin_lock(&l3->list_lock);
3392         entry = l3->slabs_partial.next;
3393         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3394                 l3->free_touched = 1;
3395                 entry = l3->slabs_free.next;
3396                 if (entry == &l3->slabs_free)
3397                         goto must_grow;
3398         }
3399
3400         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3401         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3402         check_slabp(cachep, slabp);
3403
3404         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3405         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3406         STATS_SET_HIGH(cachep);
3407
3408         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3409
3410         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3411         check_slabp(cachep, slabp);
3412         l3->free_objects--;
3413         /* move slabp to correct slabp list: */
3414         list_del(&slabp->list);
3415
3416         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3417                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3418         else
3419                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3420
3421         spin_unlock(&l3->list_lock);
3422         goto done;
3423
3424 must_grow:
3425         spin_unlock(&l3->list_lock);
3426         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3427         if (x)
3428                 goto retry;
3429
3430         return fallback_alloc(cachep, flags);
3431
3432 done:
3433         return obj;
3434 }
3435
3436 /**
3437  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3438  * @cachep: The cache to allocate from.
3439  * @flags: See kmalloc().
3440  * @nodeid: node number of the target node.
3441  * @caller: return address of caller, used for debug information
3442  *
3443  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3444  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3445  *
3446  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3447  */
3448 static __always_inline void *
3449 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3450                    void *caller)
3451 {
3452         unsigned long save_flags;
3453         void *ptr;
3454         int slab_node = numa_mem_id();
3455
3456         flags &= gfp_allowed_mask;
3457
3458         lockdep_trace_alloc(flags);
3459
3460         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3461                 return NULL;
3462
3463         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3464         local_irq_save(save_flags);
3465
3466         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3467                 nodeid = slab_node;
3468
3469         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3470                 /* Node not bootstrapped yet */
3471                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3472                 goto out;
3473         }
3474
3475         if (nodeid == slab_node) {
3476                 /*
3477                  * Use the locally cached objects if possible.
3478                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3479                  * to other nodes. It may fail while we still have
3480                  * objects on other nodes available.
3481                  */
3482                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3483                 if (ptr)
3484                         goto out;
3485         }
3486         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3487         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3488   out:
3489         local_irq_restore(save_flags);
3490         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3491         kmemleak_alloc_recursive(ptr, obj_size(cachep), 1, cachep->flags,
3492                                  flags);
3493
3494         if (likely(ptr))
3495                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, obj_size(cachep));
3496
3497         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3498                 memset(ptr, 0, obj_size(cachep));
3499
3500         return ptr;
3501 }
3502
3503 static __always_inline void *
3504 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3505 {
3506         void *objp;
3507
3508         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3509                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3510                 if (objp)
3511                         goto out;
3512         }
3513         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3514
3515         /*
3516          * We may just have run out of memory on the local node.
3517          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3518          */
3519      &