slab: Common name for the per node structures
[pandora-kernel.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'slab_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        <net/sock.h>
121
122 #include        <asm/cacheflush.h>
123 #include        <asm/tlbflush.h>
124 #include        <asm/page.h>
125
126 #include <trace/events/kmem.h>
127
128 #include        "internal.h"
129
130 #include        "slab.h"
131
132 /*
133  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
134  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
135  *
136  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
137  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
138  *
139  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
140  */
141
142 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
143 #define DEBUG           1
144 #define STATS           1
145 #define FORCED_DEBUG    1
146 #else
147 #define DEBUG           0
148 #define STATS           0
149 #define FORCED_DEBUG    0
150 #endif
151
152 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
153 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
154 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
155
156 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
157 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
158 #endif
159
160 /*
161  * true if a page was allocated from pfmemalloc reserves for network-based
162  * swap
163  */
164 static bool pfmemalloc_active __read_mostly;
165
166 /*
167  * kmem_bufctl_t:
168  *
169  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
170  * linked offsets.
171  *
172  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
173  * slab an object belongs to.
174  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
175  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
176  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
177  * that does not use off-slab slabs.
178  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
179  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
180  * to have too many per slab.
181  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
182  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
183  */
184
185 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
186 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
187 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
188 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
189 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
190
191 /*
192  * struct slab_rcu
193  *
194  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
195  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
196  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
197  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
198  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
199  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
200  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
201  *
202  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
203  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
204  */
205 struct slab_rcu {
206         struct rcu_head head;
207         struct kmem_cache *cachep;
208         void *addr;
209 };
210
211 /*
212  * struct slab
213  *
214  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
215  * for a slab, or allocated from an general cache.
216  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
217  */
218 struct slab {
219         union {
220                 struct {
221                         struct list_head list;
222                         unsigned long colouroff;
223                         void *s_mem;            /* including colour offset */
224                         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
225                         kmem_bufctl_t free;
226                         unsigned short nodeid;
227                 };
228                 struct slab_rcu __slab_cover_slab_rcu;
229         };
230 };
231
232 /*
233  * struct array_cache
234  *
235  * Purpose:
236  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
237  * - reduce the number of linked list operations
238  * - reduce spinlock operations
239  *
240  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
241  * footprint.
242  *
243  */
244 struct array_cache {
245         unsigned int avail;
246         unsigned int limit;
247         unsigned int batchcount;
248         unsigned int touched;
249         spinlock_t lock;
250         void *entry[];  /*
251                          * Must have this definition in here for the proper
252                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
253                          * the entries.
254                          *
255                          * Entries should not be directly dereferenced as
256                          * entries belonging to slabs marked pfmemalloc will
257                          * have the lower bits set SLAB_OBJ_PFMEMALLOC
258                          */
259 };
260
261 #define SLAB_OBJ_PFMEMALLOC     1
262 static inline bool is_obj_pfmemalloc(void *objp)
263 {
264         return (unsigned long)objp & SLAB_OBJ_PFMEMALLOC;
265 }
266
267 static inline void set_obj_pfmemalloc(void **objp)
268 {
269         *objp = (void *)((unsigned long)*objp | SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
270         return;
271 }
272
273 static inline void clear_obj_pfmemalloc(void **objp)
274 {
275         *objp = (void *)((unsigned long)*objp & ~SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
276 }
277
278 /*
279  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
280  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
281  */
282 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
283 struct arraycache_init {
284         struct array_cache cache;
285         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
286 };
287
288 /*
289  * The slab lists for all objects.
290  */
291 struct kmem_cache_node {
292         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
293         struct list_head slabs_full;
294         struct list_head slabs_free;
295         unsigned long free_objects;
296         unsigned int free_limit;
297         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
298         spinlock_t list_lock;
299         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
300         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
301         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
302         int free_touched;               /* updated without locking */
303 };
304
305 /*
306  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
307  */
308 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
309 static struct kmem_cache_node __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
310 #define CACHE_CACHE 0
311 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
312 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
313
314 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
315                         struct kmem_cache_node *l3, int tofree);
316 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
317                         int node);
318 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
319 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
320
321 struct kmem_cache *kmalloc_caches[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1];
322 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
323
324 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
325 struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1];
326 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_dma_caches);
327 #endif
328
329 static int slab_early_init = 1;
330
331 #define INDEX_AC kmalloc_index(sizeof(struct arraycache_init))
332 #define INDEX_L3 kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
333
334 static void kmem_list3_init(struct kmem_cache_node *parent)
335 {
336         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
337         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
338         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
339         parent->shared = NULL;
340         parent->alien = NULL;
341         parent->colour_next = 0;
342         spin_lock_init(&parent->list_lock);
343         parent->free_objects = 0;
344         parent->free_touched = 0;
345 }
346
347 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
348         do {                                                            \
349                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
350                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
351         } while (0)
352
353 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
354         do {                                                            \
355         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
356         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
357         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
358         } while (0)
359
360 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
361 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
362
363 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
364 /*
365  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
366  * cpucache drain/refill cycles.
367  *
368  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
369  * which could lock up otherwise freeable slabs.
370  */
371 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
372 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
373
374 #if STATS
375 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
376 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
377 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
378 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
379 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
380 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
381         do {                                                            \
382                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
383                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
384         } while (0)
385 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
386 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
387 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
388 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
389 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
390         do {                                                            \
391                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
392                         (x)->max_freeable = i;                          \
393         } while (0)
394 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
395 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
396 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
397 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
398 #else
399 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
400 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
401 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
402 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
403 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
404 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
405 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
406 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
407 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
408 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
409 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
410 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
411 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
412 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
413 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
414 #endif
415
416 #if DEBUG
417
418 /*
419  * memory layout of objects:
420  * 0            : objp
421  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
422  *              the end of an object is aligned with the end of the real
423  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
424  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
425  *              redzone word.
426  * cachep->obj_offset: The real object.
427  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
428  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
429  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
430  */
431 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
432 {
433         return cachep->obj_offset;
434 }
435
436 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
437 {
438         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
439         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
440                                       sizeof(unsigned long long));
441 }
442
443 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
444 {
445         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
446         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
447                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
448                                               sizeof(unsigned long long) -
449                                               REDZONE_ALIGN);
450         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
451                                        sizeof(unsigned long long));
452 }
453
454 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
455 {
456         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
457         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
458 }
459
460 #else
461
462 #define obj_offset(x)                   0
463 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
464 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
465 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
466
467 #endif
468
469 /*
470  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
471  * overridden on the command line.
472  */
473 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
474 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
475 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
476 static bool slab_max_order_set __initdata;
477
478 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
479 {
480         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
481         return page->slab_cache;
482 }
483
484 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
485 {
486         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
487
488         VM_BUG_ON(!PageSlab(page));
489         return page->slab_page;
490 }
491
492 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
493                                  unsigned int idx)
494 {
495         return slab->s_mem + cache->size * idx;
496 }
497
498 /*
499  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
500  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
501  *   we can replace (offset / cache->size) by
502  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
503  */
504 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
505                                         const struct slab *slab, void *obj)
506 {
507         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
508         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
509 }
510
511 static struct arraycache_init initarray_generic =
512     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
513
514 /* internal cache of cache description objs */
515 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
516         .batchcount = 1,
517         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
518         .shared = 1,
519         .size = sizeof(struct kmem_cache),
520         .name = "kmem_cache",
521 };
522
523 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
524
525 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
526
527 /*
528  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
529  * for other slabs "off slab".
530  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
531  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
532  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
533  *
534  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
535  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
536  * then comes back up during hotplug
537  */
538 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
539 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
540
541 static struct lock_class_key debugobj_l3_key;
542 static struct lock_class_key debugobj_alc_key;
543
544 static void slab_set_lock_classes(struct kmem_cache *cachep,
545                 struct lock_class_key *l3_key, struct lock_class_key *alc_key,
546                 int q)
547 {
548         struct array_cache **alc;
549         struct kmem_cache_node *l3;
550         int r;
551
552         l3 = cachep->nodelists[q];
553         if (!l3)
554                 return;
555
556         lockdep_set_class(&l3->list_lock, l3_key);
557         alc = l3->alien;
558         /*
559          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
560          * should go away when common slab code is taught to
561          * work even without alien caches.
562          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
563          * for alloc_alien_cache,
564          */
565         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
566                 return;
567         for_each_node(r) {
568                 if (alc[r])
569                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock, alc_key);
570         }
571 }
572
573 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
574 {
575         slab_set_lock_classes(cachep, &debugobj_l3_key, &debugobj_alc_key, node);
576 }
577
578 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
579 {
580         int node;
581
582         for_each_online_node(node)
583                 slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
584 }
585
586 static void init_node_lock_keys(int q)
587 {
588         int i;
589
590         if (slab_state < UP)
591                 return;
592
593         for (i = 1; i < PAGE_SHIFT + MAX_ORDER; i++) {
594                 struct kmem_cache_node *l3;
595                 struct kmem_cache *cache = kmalloc_caches[i];
596
597                 if (!cache)
598                         continue;
599
600                 l3 = cache->nodelists[q];
601                 if (!l3 || OFF_SLAB(cache))
602                         continue;
603
604                 slab_set_lock_classes(cache, &on_slab_l3_key,
605                                 &on_slab_alc_key, q);
606         }
607 }
608
609 static void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int q)
610 {
611
612         if (!cachep->nodelists[q])
613                 return;
614
615         slab_set_lock_classes(cachep, &on_slab_l3_key,
616                         &on_slab_alc_key, q);
617 }
618
619 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
620 {
621         int node;
622
623         VM_BUG_ON(OFF_SLAB(cachep));
624         for_each_node(node)
625                 on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
626 }
627
628 static inline void init_lock_keys(void)
629 {
630         int node;
631
632         for_each_node(node)
633                 init_node_lock_keys(node);
634 }
635 #else
636 static void init_node_lock_keys(int q)
637 {
638 }
639
640 static inline void init_lock_keys(void)
641 {
642 }
643
644 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
645 {
646 }
647
648 static inline void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
649 {
650 }
651
652 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
653 {
654 }
655
656 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
657 {
658 }
659 #endif
660
661 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
662
663 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
664 {
665         return cachep->array[smp_processor_id()];
666 }
667
668 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
669                                                         gfp_t gfpflags)
670 {
671         int i;
672
673 #if DEBUG
674         /* This happens if someone tries to call
675          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
676          * the generic caches are initialized.
677          */
678         BUG_ON(kmalloc_caches[INDEX_AC] == NULL);
679 #endif
680         if (!size)
681                 return ZERO_SIZE_PTR;
682
683         i = kmalloc_index(size);
684
685         /*
686          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
687          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
688          * for large kmalloc calls required.
689          */
690 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
691         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
692                 return kmalloc_dma_caches[i];
693 #endif
694         return kmalloc_caches[i];
695 }
696
697 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
698 {
699         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
700 }
701
702 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
703 {
704         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
705 }
706
707 /*
708  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
709  */
710 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
711                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
712                            unsigned int *num)
713 {
714         int nr_objs;
715         size_t mgmt_size;
716         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
717
718         /*
719          * The slab management structure can be either off the slab or
720          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
721          * slab is used for:
722          *
723          * - The struct slab
724          * - One kmem_bufctl_t for each object
725          * - Padding to respect alignment of @align
726          * - @buffer_size bytes for each object
727          *
728          * If the slab management structure is off the slab, then the
729          * alignment will already be calculated into the size. Because
730          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
731          * correct alignment when allocated.
732          */
733         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
734                 mgmt_size = 0;
735                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
736
737                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
738                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
739         } else {
740                 /*
741                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
742                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
743                  * least @align. In the worst case, this result will
744                  * be one greater than the number of objects that fit
745                  * into the memory allocation when taking the padding
746                  * into account.
747                  */
748                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
749                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
750
751                 /*
752                  * This calculated number will be either the right
753                  * amount, or one greater than what we want.
754                  */
755                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
756                        > slab_size)
757                         nr_objs--;
758
759                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
760                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
761
762                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
763         }
764         *num = nr_objs;
765         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
766 }
767
768 #if DEBUG
769 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
770
771 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
772                         char *msg)
773 {
774         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
775                function, cachep->name, msg);
776         dump_stack();
777         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
778 }
779 #endif
780
781 /*
782  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
783  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
784  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
785  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
786  * line
787   */
788
789 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
790 static int __init noaliencache_setup(char *s)
791 {
792         use_alien_caches = 0;
793         return 1;
794 }
795 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
796
797 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
798 {
799         get_option(&str, &slab_max_order);
800         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
801                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
802         slab_max_order_set = true;
803
804         return 1;
805 }
806 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
807
808 #ifdef CONFIG_NUMA
809 /*
810  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
811  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
812  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
813  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
814  */
815 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
816
817 static void init_reap_node(int cpu)
818 {
819         int node;
820
821         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
822         if (node == MAX_NUMNODES)
823                 node = first_node(node_online_map);
824
825         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
826 }
827
828 static void next_reap_node(void)
829 {
830         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
831
832         node = next_node(node, node_online_map);
833         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
834                 node = first_node(node_online_map);
835         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
836 }
837
838 #else
839 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
840 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
841 #endif
842
843 /*
844  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
845  * via the workqueue/eventd.
846  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
847  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
848  * lock.
849  */
850 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
851 {
852         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
853
854         /*
855          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
856          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
857          * at that time.
858          */
859         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
860                 init_reap_node(cpu);
861                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
862                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
863                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
864         }
865 }
866
867 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
868                                             int batchcount, gfp_t gfp)
869 {
870         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
871         struct array_cache *nc = NULL;
872
873         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
874         /*
875          * The array_cache structures contain pointers to free object.
876          * However, when such objects are allocated or transferred to another
877          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
878          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
879          * not scan such objects.
880          */
881         kmemleak_no_scan(nc);
882         if (nc) {
883                 nc->avail = 0;
884                 nc->limit = entries;
885                 nc->batchcount = batchcount;
886                 nc->touched = 0;
887                 spin_lock_init(&nc->lock);
888         }
889         return nc;
890 }
891
892 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct slab *slabp)
893 {
894         struct page *page = virt_to_page(slabp->s_mem);
895
896         return PageSlabPfmemalloc(page);
897 }
898
899 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
900 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
901                                                 struct array_cache *ac)
902 {
903         struct kmem_cache_node *l3 = cachep->nodelists[numa_mem_id()];
904         struct slab *slabp;
905         unsigned long flags;
906
907         if (!pfmemalloc_active)
908                 return;
909
910         spin_lock_irqsave(&l3->list_lock, flags);
911         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
912                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
913                         goto out;
914
915         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
916                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
917                         goto out;
918
919         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list)
920                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
921                         goto out;
922
923         pfmemalloc_active = false;
924 out:
925         spin_unlock_irqrestore(&l3->list_lock, flags);
926 }
927
928 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
929                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
930 {
931         int i;
932         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
933
934         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
935         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
936                 struct kmem_cache_node *l3;
937
938                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
939                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
940                         return objp;
941                 }
942
943                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
944                 for (i = 0; i < ac->avail; i++) {
945                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
946                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
947                                 objp = ac->entry[i];
948                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
949                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
950                                 return objp;
951                         }
952                 }
953
954                 /*
955                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
956                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
957                  */
958                 l3 = cachep->nodelists[numa_mem_id()];
959                 if (!list_empty(&l3->slabs_free) && force_refill) {
960                         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
961                         ClearPageSlabPfmemalloc(virt_to_head_page(slabp->s_mem));
962                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
963                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
964                         return objp;
965                 }
966
967                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
968                 ac->avail++;
969                 objp = NULL;
970         }
971
972         return objp;
973 }
974
975 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
976                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
977 {
978         void *objp;
979
980         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
981                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
982         else
983                 objp = ac->entry[--ac->avail];
984
985         return objp;
986 }
987
988 static void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
989                                                                 void *objp)
990 {
991         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
992                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
993                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
994                 if (PageSlabPfmemalloc(page))
995                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
996         }
997
998         return objp;
999 }
1000
1001 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
1002                                                                 void *objp)
1003 {
1004         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
1005                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
1006
1007         ac->entry[ac->avail++] = objp;
1008 }
1009
1010 /*
1011  * Transfer objects in one arraycache to another.
1012  * Locking must be handled by the caller.
1013  *
1014  * Return the number of entries transferred.
1015  */
1016 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
1017                 struct array_cache *from, unsigned int max)
1018 {
1019         /* Figure out how many entries to transfer */
1020         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
1021
1022         if (!nr)
1023                 return 0;
1024
1025         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
1026                         sizeof(void *) *nr);
1027
1028         from->avail -= nr;
1029         to->avail += nr;
1030         return nr;
1031 }
1032
1033 #ifndef CONFIG_NUMA
1034
1035 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1036 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1037
1038 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1039 {
1040         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1041 }
1042
1043 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1044 {
1045 }
1046
1047 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1048 {
1049         return 0;
1050 }
1051
1052 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1053                 gfp_t flags)
1054 {
1055         return NULL;
1056 }
1057
1058 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1059                  gfp_t flags, int nodeid)
1060 {
1061         return NULL;
1062 }
1063
1064 #else   /* CONFIG_NUMA */
1065
1066 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1067 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1068
1069 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1070 {
1071         struct array_cache **ac_ptr;
1072         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1073         int i;
1074
1075         if (limit > 1)
1076                 limit = 12;
1077         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
1078         if (ac_ptr) {
1079                 for_each_node(i) {
1080                         if (i == node || !node_online(i))
1081                                 continue;
1082                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
1083                         if (!ac_ptr[i]) {
1084                                 for (i--; i >= 0; i--)
1085                                         kfree(ac_ptr[i]);
1086                                 kfree(ac_ptr);
1087                                 return NULL;
1088                         }
1089                 }
1090         }
1091         return ac_ptr;
1092 }
1093
1094 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1095 {
1096         int i;
1097
1098         if (!ac_ptr)
1099                 return;
1100         for_each_node(i)
1101             kfree(ac_ptr[i]);
1102         kfree(ac_ptr);
1103 }
1104
1105 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1106                                 struct array_cache *ac, int node)
1107 {
1108         struct kmem_cache_node *rl3 = cachep->nodelists[node];
1109
1110         if (ac->avail) {
1111                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1112                 /*
1113                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1114                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1115                  * into the free lists and getting them back later.
1116                  */
1117                 if (rl3->shared)
1118                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1119
1120                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1121                 ac->avail = 0;
1122                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1123         }
1124 }
1125
1126 /*
1127  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1128  */
1129 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *l3)
1130 {
1131         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1132
1133         if (l3->alien) {
1134                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1135
1136                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1137                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1138                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1139                 }
1140         }
1141 }
1142
1143 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1144                                 struct array_cache **alien)
1145 {
1146         int i = 0;
1147         struct array_cache *ac;
1148         unsigned long flags;
1149
1150         for_each_online_node(i) {
1151                 ac = alien[i];
1152                 if (ac) {
1153                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1154                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1155                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1156                 }
1157         }
1158 }
1159
1160 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1161 {
1162         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1163         int nodeid = slabp->nodeid;
1164         struct kmem_cache_node *l3;
1165         struct array_cache *alien = NULL;
1166         int node;
1167
1168         node = numa_mem_id();
1169
1170         /*
1171          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1172          * cache on this cpu.
1173          */
1174         if (likely(slabp->nodeid == node))
1175                 return 0;
1176
1177         l3 = cachep->nodelists[node];
1178         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1179         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1180                 alien = l3->alien[nodeid];
1181                 spin_lock(&alien->lock);
1182                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1183                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1184                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1185                 }
1186                 ac_put_obj(cachep, alien, objp);
1187                 spin_unlock(&alien->lock);
1188         } else {
1189                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1190                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1191                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1192         }
1193         return 1;
1194 }
1195 #endif
1196
1197 /*
1198  * Allocates and initializes nodelists for a node on each slab cache, used for
1199  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_list3
1200  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1201  * When hotplugging memory or a cpu, existing nodelists are not replaced if
1202  * already in use.
1203  *
1204  * Must hold slab_mutex.
1205  */
1206 static int init_cache_nodelists_node(int node)
1207 {
1208         struct kmem_cache *cachep;
1209         struct kmem_cache_node *l3;
1210         const int memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
1211
1212         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1213                 /*
1214                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1215                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1216                  * node has not already allocated this
1217                  */
1218                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1219                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1220                         if (!l3)
1221                                 return -ENOMEM;
1222                         kmem_list3_init(l3);
1223                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1224                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1225
1226                         /*
1227                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1228                          * go.  slab_mutex is sufficient
1229                          * protection here.
1230                          */
1231                         cachep->nodelists[node] = l3;
1232                 }
1233
1234                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1235                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1236                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1237                         cachep->batchcount + cachep->num;
1238                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1239         }
1240         return 0;
1241 }
1242
1243 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1244 {
1245         struct kmem_cache *cachep;
1246         struct kmem_cache_node *l3 = NULL;
1247         int node = cpu_to_mem(cpu);
1248         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1249
1250         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1251                 struct array_cache *nc;
1252                 struct array_cache *shared;
1253                 struct array_cache **alien;
1254
1255                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1256                 nc = cachep->array[cpu];
1257                 cachep->array[cpu] = NULL;
1258                 l3 = cachep->nodelists[node];
1259
1260                 if (!l3)
1261                         goto free_array_cache;
1262
1263                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1264
1265                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1266                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1267                 if (nc)
1268                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1269
1270                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1271                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1272                         goto free_array_cache;
1273                 }
1274
1275                 shared = l3->shared;
1276                 if (shared) {
1277                         free_block(cachep, shared->entry,
1278                                    shared->avail, node);
1279                         l3->shared = NULL;
1280                 }
1281
1282                 alien = l3->alien;
1283                 l3->alien = NULL;
1284
1285                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1286
1287                 kfree(shared);
1288                 if (alien) {
1289                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1290                         free_alien_cache(alien);
1291                 }
1292 free_array_cache:
1293                 kfree(nc);
1294         }
1295         /*
1296          * In the previous loop, all the objects were freed to
1297          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1298          * shrink each nodelist to its limit.
1299          */
1300         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1301                 l3 = cachep->nodelists[node];
1302                 if (!l3)
1303                         continue;
1304                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1305         }
1306 }
1307
1308 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1309 {
1310         struct kmem_cache *cachep;
1311         struct kmem_cache_node *l3 = NULL;
1312         int node = cpu_to_mem(cpu);
1313         int err;
1314
1315         /*
1316          * We need to do this right in the beginning since
1317          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1318          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1319          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1320          */
1321         err = init_cache_nodelists_node(node);
1322         if (err < 0)
1323                 goto bad;
1324
1325         /*
1326          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1327          * array caches
1328          */
1329         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1330                 struct array_cache *nc;
1331                 struct array_cache *shared = NULL;
1332                 struct array_cache **alien = NULL;
1333
1334                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1335                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1336                 if (!nc)
1337                         goto bad;
1338                 if (cachep->shared) {
1339                         shared = alloc_arraycache(node,
1340                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1341                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1342                         if (!shared) {
1343                                 kfree(nc);
1344                                 goto bad;
1345                         }
1346                 }
1347                 if (use_alien_caches) {
1348                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1349                         if (!alien) {
1350                                 kfree(shared);
1351                                 kfree(nc);
1352                                 goto bad;
1353                         }
1354                 }
1355                 cachep->array[cpu] = nc;
1356                 l3 = cachep->nodelists[node];
1357                 BUG_ON(!l3);
1358
1359                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1360                 if (!l3->shared) {
1361                         /*
1362                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1363                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1364                          */
1365                         l3->shared = shared;
1366                         shared = NULL;
1367                 }
1368 #ifdef CONFIG_NUMA
1369                 if (!l3->alien) {
1370                         l3->alien = alien;
1371                         alien = NULL;
1372                 }
1373 #endif
1374                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1375                 kfree(shared);
1376                 free_alien_cache(alien);
1377                 if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS)
1378                         slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
1379                 else if (!OFF_SLAB(cachep) &&
1380                          !(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1381                         on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
1382         }
1383         init_node_lock_keys(node);
1384
1385         return 0;
1386 bad:
1387         cpuup_canceled(cpu);
1388         return -ENOMEM;
1389 }
1390
1391 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1392                                     unsigned long action, void *hcpu)
1393 {
1394         long cpu = (long)hcpu;
1395         int err = 0;
1396
1397         switch (action) {
1398         case CPU_UP_PREPARE:
1399         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1400                 mutex_lock(&slab_mutex);
1401                 err = cpuup_prepare(cpu);
1402                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1403                 break;
1404         case CPU_ONLINE:
1405         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1406                 start_cpu_timer(cpu);
1407                 break;
1408 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1409         case CPU_DOWN_PREPARE:
1410         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1411                 /*
1412                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1413                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1414                  * anything expensive but will only modify reap_work
1415                  * and reschedule the timer.
1416                 */
1417                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1418                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1419                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1420                 break;
1421         case CPU_DOWN_FAILED:
1422         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1423                 start_cpu_timer(cpu);
1424                 break;
1425         case CPU_DEAD:
1426         case CPU_DEAD_FROZEN:
1427                 /*
1428                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1429                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1430                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1431                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1432                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1433                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1434                  */
1435                 /* fall through */
1436 #endif
1437         case CPU_UP_CANCELED:
1438         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1439                 mutex_lock(&slab_mutex);
1440                 cpuup_canceled(cpu);
1441                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1442                 break;
1443         }
1444         return notifier_from_errno(err);
1445 }
1446
1447 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1448         &cpuup_callback, NULL, 0
1449 };
1450
1451 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1452 /*
1453  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1454  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1455  * removed.
1456  *
1457  * Must hold slab_mutex.
1458  */
1459 static int __meminit drain_cache_nodelists_node(int node)
1460 {
1461         struct kmem_cache *cachep;
1462         int ret = 0;
1463
1464         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1465                 struct kmem_cache_node *l3;
1466
1467                 l3 = cachep->nodelists[node];
1468                 if (!l3)
1469                         continue;
1470
1471                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1472
1473                 if (!list_empty(&l3->slabs_full) ||
1474                     !list_empty(&l3->slabs_partial)) {
1475                         ret = -EBUSY;
1476                         break;
1477                 }
1478         }
1479         return ret;
1480 }
1481
1482 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1483                                         unsigned long action, void *arg)
1484 {
1485         struct memory_notify *mnb = arg;
1486         int ret = 0;
1487         int nid;
1488
1489         nid = mnb->status_change_nid;
1490         if (nid < 0)
1491                 goto out;
1492
1493         switch (action) {
1494         case MEM_GOING_ONLINE:
1495                 mutex_lock(&slab_mutex);
1496                 ret = init_cache_nodelists_node(nid);
1497                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1498                 break;
1499         case MEM_GOING_OFFLINE:
1500                 mutex_lock(&slab_mutex);
1501                 ret = drain_cache_nodelists_node(nid);
1502                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1503                 break;
1504         case MEM_ONLINE:
1505         case MEM_OFFLINE:
1506         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1507         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1508                 break;
1509         }
1510 out:
1511         return notifier_from_errno(ret);
1512 }
1513 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1514
1515 /*
1516  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1517  */
1518 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1519                                 int nodeid)
1520 {
1521         struct kmem_cache_node *ptr;
1522
1523         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1524         BUG_ON(!ptr);
1525
1526         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1527         /*
1528          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1529          */
1530         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1531
1532         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1533         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1534 }
1535
1536 /*
1537  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1538  * size of kmem_list3.
1539  */
1540 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1541 {
1542         int node;
1543
1544         for_each_online_node(node) {
1545                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1546                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1547                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1548                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1549         }
1550 }
1551
1552 /*
1553  * The memory after the last cpu cache pointer is used for the
1554  * the nodelists pointer.
1555  */
1556 static void setup_nodelists_pointer(struct kmem_cache *cachep)
1557 {
1558         cachep->nodelists = (struct kmem_cache_node **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
1559 }
1560
1561 /*
1562  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1563  * before smp_init().
1564  */
1565 void __init kmem_cache_init(void)
1566 {
1567         int i;
1568
1569         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1570         setup_nodelists_pointer(kmem_cache);
1571
1572         if (num_possible_nodes() == 1)
1573                 use_alien_caches = 0;
1574
1575         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1576                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1577
1578         set_up_list3s(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1579
1580         /*
1581          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1582          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1583          * not overridden on the command line.
1584          */
1585         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1586                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1587
1588         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1589          * from caches that do not exist yet:
1590          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1591          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1592          *    kmem_cache is statically allocated.
1593          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1594          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1595          *    array at the end of the bootstrap.
1596          * 2) Create the first kmalloc cache.
1597          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1598          *    An __init data area is used for the head array.
1599          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1600          *    head arrays.
1601          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1602          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1603          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for kmem_cache and
1604          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1605          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1606          */
1607
1608         /* 1) create the kmem_cache */
1609
1610         /*
1611          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1612          */
1613         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1614                 offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1615                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1616                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1617         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1618
1619         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1620
1621         /*
1622          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1623          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1624          * bug.
1625          */
1626
1627         kmalloc_caches[INDEX_AC] = create_kmalloc_cache("kmalloc-ac",
1628                                         kmalloc_size(INDEX_AC), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1629
1630         if (INDEX_AC != INDEX_L3)
1631                 kmalloc_caches[INDEX_L3] =
1632                         create_kmalloc_cache("kmalloc-l3",
1633                                 kmalloc_size(INDEX_L3), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1634
1635         slab_early_init = 0;
1636
1637         for (i = 1; i < PAGE_SHIFT + MAX_ORDER; i++) {
1638                 size_t cs_size = kmalloc_size(i);
1639
1640                 if (cs_size < KMALLOC_MIN_SIZE)
1641                         continue;
1642
1643                 if (!kmalloc_caches[i]) {
1644                         /*
1645                          * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1646                          * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1647                          * eliminates "false sharing".
1648                          * Note for systems short on memory removing the alignment will
1649                          * allow tighter packing of the smaller caches.
1650                          */
1651                         kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc",
1652                                         cs_size, ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1653                 }
1654
1655 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1656                 kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(
1657                         "kmalloc-dma", cs_size,
1658                         SLAB_CACHE_DMA|ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1659 #endif
1660         }
1661         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1662         {
1663                 struct array_cache *ptr;
1664
1665                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1666
1667                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmem_cache),
1668                        sizeof(struct arraycache_init));
1669                 /*
1670                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1671                  */
1672                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1673
1674                 kmem_cache->array[smp_processor_id()] = ptr;
1675
1676                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1677
1678                 BUG_ON(cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC])
1679                        != &initarray_generic.cache);
1680                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC]),
1681                        sizeof(struct arraycache_init));
1682                 /*
1683                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1684                  */
1685                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1686
1687                 kmalloc_caches[INDEX_AC]->array[smp_processor_id()] = ptr;
1688         }
1689         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1690         {
1691                 int nid;
1692
1693                 for_each_online_node(nid) {
1694                         init_list(kmem_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1695
1696                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_AC],
1697                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1698
1699                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1700                                 init_list(kmalloc_caches[INDEX_L3],
1701                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1702                         }
1703                 }
1704         }
1705
1706         slab_state = UP;
1707
1708         /* Create the proper names */
1709         for (i = 1; i < PAGE_SHIFT + MAX_ORDER; i++) {
1710                 char *s;
1711                 struct kmem_cache *c = kmalloc_caches[i];
1712
1713                 if (!c)
1714                         continue;
1715
1716                 s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", kmalloc_size(i));
1717
1718                 BUG_ON(!s);
1719                 c->name = s;
1720
1721 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1722                 c = kmalloc_dma_caches[i];
1723                 BUG_ON(!c);
1724                 s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "dma-kmalloc-%d", kmalloc_size(i));
1725                 BUG_ON(!s);
1726                 c->name = s;
1727 #endif
1728         }
1729 }
1730
1731 void __init kmem_cache_init_late(void)
1732 {
1733         struct kmem_cache *cachep;
1734
1735         slab_state = UP;
1736
1737         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1738         mutex_lock(&slab_mutex);
1739         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1740                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1741                         BUG();
1742         mutex_unlock(&slab_mutex);
1743
1744         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1745         init_lock_keys();
1746
1747         /* Done! */
1748         slab_state = FULL;
1749
1750         /*
1751          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1752          * cpu_cache_get for all new cpus
1753          */
1754         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1755
1756 #ifdef CONFIG_NUMA
1757         /*
1758          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1759          * nodelists.
1760          */
1761         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1762 #endif
1763
1764         /*
1765          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1766          * of the kernel is not yet operational.
1767          */
1768 }
1769
1770 static int __init cpucache_init(void)
1771 {
1772         int cpu;
1773
1774         /*
1775          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1776          */
1777         for_each_online_cpu(cpu)
1778                 start_cpu_timer(cpu);
1779
1780         /* Done! */
1781         slab_state = FULL;
1782         return 0;
1783 }
1784 __initcall(cpucache_init);
1785
1786 static noinline void
1787 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1788 {
1789         struct kmem_cache_node *l3;
1790         struct slab *slabp;
1791         unsigned long flags;
1792         int node;
1793
1794         printk(KERN_WARNING
1795                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1796                 nodeid, gfpflags);
1797         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1798                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1799
1800         for_each_online_node(node) {
1801                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1802                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1803
1804                 l3 = cachep->nodelists[node];
1805                 if (!l3)
1806                         continue;
1807
1808                 spin_lock_irqsave(&l3->list_lock, flags);
1809                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
1810                         active_objs += cachep->num;
1811                         active_slabs++;
1812                 }
1813                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
1814                         active_objs += slabp->inuse;
1815                         active_slabs++;
1816                 }
1817                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list)
1818                         num_slabs++;
1819
1820                 free_objects += l3->free_objects;
1821                 spin_unlock_irqrestore(&l3->list_lock, flags);
1822
1823                 num_slabs += active_slabs;
1824                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1825                 printk(KERN_WARNING
1826                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1827                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1828                         free_objects);
1829         }
1830 }
1831
1832 /*
1833  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1834  *
1835  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1836  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1837  * would be relatively rare and ignorable.
1838  */
1839 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1840 {
1841         struct page *page;
1842         int nr_pages;
1843         int i;
1844
1845 #ifndef CONFIG_MMU
1846         /*
1847          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1848          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1849          */
1850         flags |= __GFP_COMP;
1851 #endif
1852
1853         flags |= cachep->allocflags;
1854         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1855                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1856
1857         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1858         if (!page) {
1859                 if (!(flags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1860                         slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1861                 return NULL;
1862         }
1863
1864         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1865         if (unlikely(page->pfmemalloc))
1866                 pfmemalloc_active = true;
1867
1868         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1869         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1870                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1871                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1872         else
1873                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1874                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1875         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1876                 __SetPageSlab(page + i);
1877
1878                 if (page->pfmemalloc)
1879                         SetPageSlabPfmemalloc(page + i);
1880         }
1881         memcg_bind_pages(cachep, cachep->gfporder);
1882
1883         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1884                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1885
1886                 if (cachep->ctor)
1887                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1888                 else
1889                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1890         }
1891
1892         return page_address(page);
1893 }
1894
1895 /*
1896  * Interface to system's page release.
1897  */
1898 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1899 {
1900         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1901         struct page *page = virt_to_page(addr);
1902         const unsigned long nr_freed = i;
1903
1904         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1905
1906         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1907                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1908                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1909         else
1910                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1911                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1912         while (i--) {
1913                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1914                 __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1915                 __ClearPageSlab(page);
1916                 page++;
1917         }
1918
1919         memcg_release_pages(cachep, cachep->gfporder);
1920         if (current->reclaim_state)
1921                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1922         free_memcg_kmem_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1923 }
1924
1925 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1926 {
1927         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1928         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1929
1930         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1931         if (OFF_SLAB(cachep))
1932                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1933 }
1934
1935 #if DEBUG
1936
1937 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1938 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1939                             unsigned long caller)
1940 {
1941         int size = cachep->object_size;
1942
1943         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1944
1945         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1946                 return;
1947
1948         *addr++ = 0x12345678;
1949         *addr++ = caller;
1950         *addr++ = smp_processor_id();
1951         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1952         {
1953                 unsigned long *sptr = &caller;
1954                 unsigned long svalue;
1955
1956                 while (!kstack_end(sptr)) {
1957                         svalue = *sptr++;
1958                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1959                                 *addr++ = svalue;
1960                                 size -= sizeof(unsigned long);
1961                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1962                                         break;
1963                         }
1964                 }
1965
1966         }
1967         *addr++ = 0x87654321;
1968 }
1969 #endif
1970
1971 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1972 {
1973         int size = cachep->object_size;
1974         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1975
1976         memset(addr, val, size);
1977         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1978 }
1979
1980 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1981 {
1982         int i;
1983         unsigned char error = 0;
1984         int bad_count = 0;
1985
1986         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1987         for (i = 0; i < limit; i++) {
1988                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1989                         error = data[offset + i];
1990                         bad_count++;
1991                 }
1992         }
1993         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1994                         &data[offset], limit, 1);
1995
1996         if (bad_count == 1) {
1997                 error ^= POISON_FREE;
1998                 if (!(error & (error - 1))) {
1999                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
2000                                         "bad RAM.\n");
2001 #ifdef CONFIG_X86
2002                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
2003                                         "test tool.\n");
2004 #else
2005                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
2006 #endif
2007                 }
2008         }
2009 }
2010 #endif
2011
2012 #if DEBUG
2013
2014 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
2015 {
2016         int i, size;
2017         char *realobj;
2018
2019         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2020                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
2021                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
2022                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
2023         }
2024
2025         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2026                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
2027                         *dbg_userword(cachep, objp));
2028                 print_symbol("(%s)",
2029                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
2030                 printk("\n");
2031         }
2032         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2033         size = cachep->object_size;
2034         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
2035                 int limit;
2036                 limit = 16;
2037                 if (i + limit > size)
2038                         limit = size - i;
2039                 dump_line(realobj, i, limit);
2040         }
2041 }
2042
2043 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
2044 {
2045         char *realobj;
2046         int size, i;
2047         int lines = 0;
2048
2049         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2050         size = cachep->object_size;
2051
2052         for (i = 0; i < size; i++) {
2053                 char exp = POISON_FREE;
2054                 if (i == size - 1)
2055                         exp = POISON_END;
2056                 if (realobj[i] != exp) {
2057                         int limit;
2058                         /* Mismatch ! */
2059                         /* Print header */
2060                         if (lines == 0) {
2061                                 printk(KERN_ERR
2062                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
2063                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
2064                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
2065                         }
2066                         /* Hexdump the affected line */
2067                         i = (i / 16) * 16;
2068                         limit = 16;
2069                         if (i + limit > size)
2070                                 limit = size - i;
2071                         dump_line(realobj, i, limit);
2072                         i += 16;
2073                         lines++;
2074                         /* Limit to 5 lines */
2075                         if (lines > 5)
2076                                 break;
2077                 }
2078         }
2079         if (lines != 0) {
2080                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
2081                  * exist:
2082                  */
2083                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
2084                 unsigned int objnr;
2085
2086                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2087                 if (objnr) {
2088                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
2089                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2090                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
2091                                realobj, size);
2092                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
2093                 }
2094                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
2095                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
2096                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2097                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
2098                                realobj, size);
2099                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
2100                 }
2101         }
2102 }
2103 #endif
2104
2105 #if DEBUG
2106 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2107 {
2108         int i;
2109         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2110                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2111
2112                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2113 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2114                         if (cachep->size % PAGE_SIZE == 0 &&
2115                                         OFF_SLAB(cachep))
2116                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2117                                         cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
2118                         else
2119                                 check_poison_obj(cachep, objp);
2120 #else
2121                         check_poison_obj(cachep, objp);
2122 #endif
2123                 }
2124                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2125                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2126                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
2127                                            "was overwritten");
2128                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2129                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
2130                                            "was overwritten");
2131                 }
2132         }
2133 }
2134 #else
2135 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2136 {
2137 }
2138 #endif
2139
2140 /**
2141  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
2142  * @cachep: cache pointer being destroyed
2143  * @slabp: slab pointer being destroyed
2144  *
2145  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
2146  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
2147  * cache-lock is not held/needed.
2148  */
2149 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2150 {
2151         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
2152
2153         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
2154         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
2155                 struct slab_rcu *slab_rcu;
2156
2157                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
2158                 slab_rcu->cachep = cachep;
2159                 slab_rcu->addr = addr;
2160                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
2161         } else {
2162                 kmem_freepages(cachep, addr);
2163                 if (OFF_SLAB(cachep))
2164                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
2165         }
2166 }
2167
2168 /**
2169  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2170  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2171  * @size: size of objects to be created in this cache.
2172  * @align: required alignment for the objects.
2173  * @flags: slab allocation flags
2174  *
2175  * Also calculates the number of objects per slab.
2176  *
2177  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2178  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2179  * towards high-order requests, this should be changed.
2180  */
2181 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2182                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2183 {
2184         unsigned long offslab_limit;
2185         size_t left_over = 0;
2186         int gfporder;
2187
2188         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2189                 unsigned int num;
2190                 size_t remainder;
2191
2192                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2193                 if (!num)
2194                         continue;
2195
2196                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2197                         /*
2198                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2199                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2200                          * looping condition in cache_grow().
2201                          */
2202                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2203                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2204
2205                         if (num > offslab_limit)
2206                                 break;
2207                 }
2208
2209                 /* Found something acceptable - save it away */
2210                 cachep->num = num;
2211                 cachep->gfporder = gfporder;
2212                 left_over = remainder;
2213
2214                 /*
2215                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2216                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2217                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2218                  */
2219                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2220                         break;
2221
2222                 /*
2223                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2224                  * currently bad for the gfp()s.
2225                  */
2226                 if (gfporder >= slab_max_order)
2227                         break;
2228
2229                 /*
2230                  * Acceptable internal fragmentation?
2231                  */
2232                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2233                         break;
2234         }
2235         return left_over;
2236 }
2237
2238 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2239 {
2240         if (slab_state >= FULL)
2241                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2242
2243         if (slab_state == DOWN) {
2244                 /*
2245                  * Note: Creation of first cache (kmem_cache).
2246                  * The setup_list3s is taken care
2247                  * of by the caller of __kmem_cache_create
2248                  */
2249                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2250                 slab_state = PARTIAL;
2251         } else if (slab_state == PARTIAL) {
2252                 /*
2253                  * Note: the second kmem_cache_create must create the cache
2254                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2255                  * further caches will BUG().
2256                  */
2257                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2258
2259                 /*
2260                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2261                  * the second cache, then we need to set up all its list3s,
2262                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2263                  */
2264                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2265                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2266                         slab_state = PARTIAL_L3;
2267                 else
2268                         slab_state = PARTIAL_ARRAYCACHE;
2269         } else {
2270                 /* Remaining boot caches */
2271                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2272                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2273
2274                 if (slab_state == PARTIAL_ARRAYCACHE) {
2275                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2276                         slab_state = PARTIAL_L3;
2277                 } else {
2278                         int node;
2279                         for_each_online_node(node) {
2280                                 cachep->nodelists[node] =
2281                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node),
2282                                                 gfp, node);
2283                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2284                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2285                         }
2286                 }
2287         }
2288         cachep->nodelists[numa_mem_id()]->next_reap =
2289                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2290                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2291
2292         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2293         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2294         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2295         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2296         cachep->batchcount = 1;
2297         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2298         return 0;
2299 }
2300
2301 /**
2302  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2303  * @cachep: cache management descriptor
2304  * @flags: SLAB flags
2305  *
2306  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2307  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2308  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2309  *
2310  * The flags are
2311  *
2312  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2313  * to catch references to uninitialised memory.
2314  *
2315  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2316  * for buffer overruns.
2317  *
2318  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2319  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2320  * as davem.
2321  */
2322 int
2323 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2324 {
2325         size_t left_over, slab_size, ralign;
2326         gfp_t gfp;
2327         int err;
2328         size_t size = cachep->size;
2329
2330 #if DEBUG
2331 #if FORCED_DEBUG
2332         /*
2333          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2334          * large objects, if the increased size would increase the object size
2335          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2336          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2337          */
2338         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2339                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2340                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2341         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2342                 flags |= SLAB_POISON;
2343 #endif
2344         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2345                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2346 #endif
2347
2348         /*
2349          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2350          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2351          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2352          */
2353         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2354                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2355                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2356         }
2357
2358         /*
2359          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2360          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2361          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2362          */
2363         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2364                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2365
2366         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2367                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2368                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2369                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2370                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2371                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2372         }
2373
2374         /* 3) caller mandated alignment */
2375         if (ralign < cachep->align) {
2376                 ralign = cachep->align;
2377         }
2378         /* disable debug if necessary */
2379         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2380                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2381         /*
2382          * 4) Store it.
2383          */
2384         cachep->align = ralign;
2385
2386         if (slab_is_available())
2387                 gfp = GFP_KERNEL;
2388         else
2389                 gfp = GFP_NOWAIT;
2390
2391         setup_nodelists_pointer(cachep);
2392 #if DEBUG
2393
2394         /*
2395          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2396          * into align above.
2397          */
2398         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2399                 /* add space for red zone words */
2400                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2401                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2402         }
2403         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2404                 /* user store requires one word storage behind the end of
2405                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2406                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2407                  */
2408                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2409                         size += REDZONE_ALIGN;
2410                 else
2411                         size += BYTES_PER_WORD;
2412         }
2413 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2414         if (size >= kmalloc_size(INDEX_L3 + 1)
2415             && cachep->object_size > cache_line_size() && ALIGN(size, align) < PAGE_SIZE) {
2416                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, align);
2417                 size = PAGE_SIZE;
2418         }
2419 #endif
2420 #endif
2421
2422         /*
2423          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2424          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2425          * it too early on. Always use on-slab management when
2426          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2427          */
2428         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2429             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2430                 /*
2431                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2432                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2433                  */
2434                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2435
2436         size = ALIGN(size, cachep->align);
2437
2438         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, cachep->align, flags);
2439
2440         if (!cachep->num)
2441                 return -E2BIG;
2442
2443         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2444                           + sizeof(struct slab), cachep->align);
2445
2446         /*
2447          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2448          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2449          */
2450         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2451                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2452                 left_over -= slab_size;
2453         }
2454
2455         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2456                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2457                 slab_size =
2458                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2459
2460 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2461                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2462                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2463                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2464                  */
2465                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2466                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2467 #endif
2468         }
2469
2470         cachep->colour_off = cache_line_size();
2471         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2472         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2473                 cachep->colour_off = cachep->align;
2474         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2475         cachep->slab_size = slab_size;
2476         cachep->flags = flags;
2477         cachep->allocflags = 0;
2478         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2479                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2480         cachep->size = size;
2481         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2482
2483         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2484                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2485                 /*
2486                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2487                  * But since we go off slab only for object size greater than
2488                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2489                  * this should not happen at all.
2490                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2491                  */
2492                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2493         }
2494
2495         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2496         if (err) {
2497                 __kmem_cache_shutdown(cachep);
2498                 return err;
2499         }
2500
2501         if (flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS) {
2502                 /*
2503                  * Would deadlock through slab_destroy()->call_rcu()->
2504                  * debug_object_activate()->kmem_cache_alloc().
2505                  */
2506                 WARN_ON_ONCE(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU);
2507
2508                 slab_set_debugobj_lock_classes(cachep);
2509         } else if (!OFF_SLAB(cachep) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2510                 on_slab_lock_classes(cachep);
2511
2512         return 0;
2513 }
2514
2515 #if DEBUG
2516 static void check_irq_off(void)
2517 {
2518         BUG_ON(!irqs_disabled());
2519 }
2520
2521 static void check_irq_on(void)
2522 {
2523         BUG_ON(irqs_disabled());
2524 }
2525
2526 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2527 {
2528 #ifdef CONFIG_SMP
2529         check_irq_off();
2530         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_mem_id()]->list_lock);
2531 #endif
2532 }
2533
2534 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2535 {
2536 #ifdef CONFIG_SMP
2537         check_irq_off();
2538         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2539 #endif
2540 }
2541
2542 #else
2543 #define check_irq_off() do { } while(0)
2544 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2545 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2546 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2547 #endif
2548
2549 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *l3,
2550                         struct array_cache *ac,
2551                         int force, int node);
2552
2553 static void do_drain(void *arg)
2554 {
2555         struct kmem_cache *cachep = arg;
2556         struct array_cache *ac;
2557         int node = numa_mem_id();
2558
2559         check_irq_off();
2560         ac = cpu_cache_get(cachep);
2561         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2562         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2563         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2564         ac->avail = 0;
2565 }
2566
2567 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2568 {
2569         struct kmem_cache_node *l3;
2570         int node;
2571
2572         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2573         check_irq_on();
2574         for_each_online_node(node) {
2575                 l3 = cachep->nodelists[node];
2576                 if (l3 && l3->alien)
2577                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2578         }
2579
2580         for_each_online_node(node) {
2581                 l3 = cachep->nodelists[node];
2582                 if (l3)
2583                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2584         }
2585 }
2586
2587 /*
2588  * Remove slabs from the list of free slabs.
2589  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2590  *
2591  * Returns the actual number of slabs released.
2592  */
2593 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2594                         struct kmem_cache_node *l3, int tofree)
2595 {
2596         struct list_head *p;
2597         int nr_freed;
2598         struct slab *slabp;
2599
2600         nr_freed = 0;
2601         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2602
2603                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2604                 p = l3->slabs_free.prev;
2605                 if (p == &l3->slabs_free) {
2606                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2607                         goto out;
2608                 }
2609
2610                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2611 #if DEBUG
2612                 BUG_ON(slabp->inuse);
2613 #endif
2614                 list_del(&slabp->list);
2615                 /*
2616                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2617                  * to the cache.
2618                  */
2619                 l3->free_objects -= cache->num;
2620                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2621                 slab_destroy(cache, slabp);
2622                 nr_freed++;
2623         }
2624 out:
2625         return nr_freed;
2626 }
2627
2628 /* Called with slab_mutex held to protect against cpu hotplug */
2629 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2630 {
2631         int ret = 0, i = 0;
2632         struct kmem_cache_node *l3;
2633
2634         drain_cpu_caches(cachep);
2635
2636         check_irq_on();
2637         for_each_online_node(i) {
2638                 l3 = cachep->nodelists[i];
2639                 if (!l3)
2640                         continue;
2641
2642                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2643
2644                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2645                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2646         }
2647         return (ret ? 1 : 0);
2648 }
2649
2650 /**
2651  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2652  * @cachep: The cache to shrink.
2653  *
2654  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2655  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2656  */
2657 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2658 {
2659         int ret;
2660         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2661
2662         get_online_cpus();
2663         mutex_lock(&slab_mutex);
2664         ret = __cache_shrink(cachep);
2665         mutex_unlock(&slab_mutex);
2666         put_online_cpus();
2667         return ret;
2668 }
2669 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2670
2671 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2672 {
2673         int i;
2674         struct kmem_cache_node *l3;
2675         int rc = __cache_shrink(cachep);
2676
2677         if (rc)
2678                 return rc;
2679
2680         for_each_online_cpu(i)
2681             kfree(cachep->array[i]);
2682
2683         /* NUMA: free the list3 structures */
2684         for_each_online_node(i) {
2685                 l3 = cachep->nodelists[i];
2686                 if (l3) {
2687                         kfree(l3->shared);
2688                         free_alien_cache(l3->alien);
2689                         kfree(l3);
2690                 }
2691         }
2692         return 0;
2693 }
2694
2695 /*
2696  * Get the memory for a slab management obj.
2697  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2698  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2699  * come from the same cache which is getting created because,
2700  * when we are searching for an appropriate cache for these
2701  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2702  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2703  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2704  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2705  */
2706 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2707                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2708                                    int nodeid)
2709 {
2710         struct slab *slabp;
2711
2712         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2713                 /* Slab management obj is off-slab. */
2714                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2715                                               local_flags, nodeid);
2716                 /*
2717                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2718                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2719                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2720                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2721                  */
2722                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2723                                    local_flags);
2724                 if (!slabp)
2725                         return NULL;
2726         } else {
2727                 slabp = objp + colour_off;
2728                 colour_off += cachep->slab_size;
2729         }
2730         slabp->inuse = 0;
2731         slabp->colouroff = colour_off;
2732         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2733         slabp->nodeid = nodeid;
2734         slabp->free = 0;
2735         return slabp;
2736 }
2737
2738 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2739 {
2740         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2741 }
2742
2743 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2744                             struct slab *slabp)
2745 {
2746         int i;
2747
2748         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2749                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2750 #if DEBUG
2751                 /* need to poison the objs? */
2752                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2753                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2754                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2755                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2756
2757                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2758                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2759                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2760                 }
2761                 /*
2762                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2763                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2764                  * They must also be threaded.
2765                  */
2766                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2767                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2768
2769                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2770                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2771                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2772                                            " end of an object");
2773                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2774                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2775                                            " start of an object");
2776                 }
2777                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2778                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2779                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2780                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2781 #else
2782                 if (cachep->ctor)
2783                         cachep->ctor(objp);
2784 #endif
2785                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2786         }
2787         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2788 }
2789
2790 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2791 {
2792         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2793                 if (flags & GFP_DMA)
2794                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2795                 else
2796                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2797         }
2798 }
2799
2800 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2801                                 int nodeid)
2802 {
2803         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2804         kmem_bufctl_t next;
2805
2806         slabp->inuse++;
2807         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2808 #if DEBUG
2809         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2810         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2811 #endif
2812         slabp->free = next;
2813
2814         return objp;
2815 }
2816
2817 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2818                                 void *objp, int nodeid)
2819 {
2820         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2821
2822 #if DEBUG
2823         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2824         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2825
2826         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2827                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2828                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2829                 BUG();
2830         }
2831 #endif
2832         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2833         slabp->free = objnr;
2834         slabp->inuse--;
2835 }
2836
2837 /*
2838  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2839  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2840  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2841  */
2842 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2843                            void *addr)
2844 {
2845         int nr_pages;
2846         struct page *page;
2847
2848         page = virt_to_page(addr);
2849
2850         nr_pages = 1;
2851         if (likely(!PageCompound(page)))
2852                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2853
2854         do {
2855                 page->slab_cache = cache;
2856                 page->slab_page = slab;
2857                 page++;
2858         } while (--nr_pages);
2859 }
2860
2861 /*
2862  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2863  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2864  */
2865 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2866                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2867 {
2868         struct slab *slabp;
2869         size_t offset;
2870         gfp_t local_flags;
2871         struct kmem_cache_node *l3;
2872
2873         /*
2874          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2875          * critical path in kmem_cache_alloc().
2876          */
2877         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2878         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2879
2880         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2881         check_irq_off();
2882         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2883         spin_lock(&l3->list_lock);
2884
2885         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2886         offset = l3->colour_next;
2887         l3->colour_next++;
2888         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2889                 l3->colour_next = 0;
2890         spin_unlock(&l3->list_lock);
2891
2892         offset *= cachep->colour_off;
2893
2894         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2895                 local_irq_enable();
2896
2897         /*
2898          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2899          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2900          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2901          * will eventually be caught here (where it matters).
2902          */
2903         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2904
2905         /*
2906          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2907          * 'nodeid'.
2908          */
2909         if (!objp)
2910                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2911         if (!objp)
2912                 goto failed;
2913
2914         /* Get slab management. */
2915         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2916                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2917         if (!slabp)
2918                 goto opps1;
2919
2920         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2921
2922         cache_init_objs(cachep, slabp);
2923
2924         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2925                 local_irq_disable();
2926         check_irq_off();
2927         spin_lock(&l3->list_lock);
2928
2929         /* Make slab active. */
2930         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2931         STATS_INC_GROWN(cachep);
2932         l3->free_objects += cachep->num;
2933         spin_unlock(&l3->list_lock);
2934         return 1;
2935 opps1:
2936         kmem_freepages(cachep, objp);
2937 failed:
2938         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2939                 local_irq_disable();
2940         return 0;
2941 }
2942
2943 #if DEBUG
2944
2945 /*
2946  * Perform extra freeing checks:
2947  * - detect bad pointers.
2948  * - POISON/RED_ZONE checking
2949  */
2950 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2951 {
2952         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2953                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2954                        (unsigned long)objp);
2955                 BUG();
2956         }
2957 }
2958
2959 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2960 {
2961         unsigned long long redzone1, redzone2;
2962
2963         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2964         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2965
2966         /*
2967          * Redzone is ok.
2968          */
2969         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2970                 return;
2971
2972         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2973                 slab_error(cache, "double free detected");
2974         else
2975                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2976
2977         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2978                         obj, redzone1, redzone2);
2979 }
2980
2981 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2982                                    unsigned long caller)
2983 {
2984         struct page *page;
2985         unsigned int objnr;
2986         struct slab *slabp;
2987
2988         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2989
2990         objp -= obj_offset(cachep);
2991         kfree_debugcheck(objp);
2992         page = virt_to_head_page(objp);
2993
2994         slabp = page->slab_page;
2995
2996         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2997                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2998                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2999                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
3000         }
3001         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3002                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3003
3004         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
3005
3006         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
3007         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
3008
3009 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3010         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
3011 #endif
3012         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3013 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3014                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
3015                         store_stackinfo(cachep, objp, caller);
3016                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3017                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
3018                 } else {
3019                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
3020                 }
3021 #else
3022                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
3023 #endif
3024         }
3025         return objp;
3026 }
3027
3028 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
3029 {
3030         kmem_bufctl_t i;
3031         int entries = 0;
3032
3033         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
3034         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
3035                 entries++;
3036                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
3037                         goto bad;
3038         }
3039         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
3040 bad:
3041                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
3042                         "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Tainted(%s). Hexdump:\n",
3043                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse,
3044                         print_tainted());
3045                 print_hex_dump(KERN_ERR, "", DUMP_PREFIX_OFFSET, 16, 1, slabp,
3046                         sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t),
3047                         1);
3048                 BUG();
3049         }
3050 }
3051 #else
3052 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
3053 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
3054 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
3055 #endif
3056
3057 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3058                                                         bool force_refill)
3059 {
3060         int batchcount;
3061         struct kmem_cache_node *l3;
3062         struct array_cache *ac;
3063         int node;
3064
3065         check_irq_off();
3066         node = numa_mem_id();
3067         if (unlikely(force_refill))
3068                 goto force_grow;
3069 retry:
3070         ac = cpu_cache_get(cachep);
3071         batchcount = ac->batchcount;
3072         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
3073                 /*
3074                  * If there was little recent activity on this cache, then
3075                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
3076                  * refill bouncing.
3077                  */
3078                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
3079         }
3080         l3 = cachep->nodelists[node];
3081
3082         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
3083         spin_lock(&l3->list_lock);
3084
3085         /* See if we can refill from the shared array */
3086         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount)) {
3087                 l3->shared->touched = 1;
3088                 goto alloc_done;
3089         }
3090
3091         while (batchcount > 0) {
3092                 struct list_head *entry;
3093                 struct slab *slabp;
3094                 /* Get slab alloc is to come from. */
3095                 entry = l3->slabs_partial.next;
3096                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
3097                         l3->free_touched = 1;
3098                         entry = l3->slabs_free.next;
3099                         if (entry == &l3->slabs_free)
3100                                 goto must_grow;
3101                 }
3102
3103                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3104                 check_slabp(cachep, slabp);
3105                 check_spinlock_acquired(cachep);
3106
3107                 /*
3108                  * The slab was either on partial or free list so
3109                  * there must be at least one object available for
3110                  * allocation.
3111                  */
3112                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3113
3114                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3115                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3116                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3117                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3118
3119                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, slabp,
3120                                                                         node));
3121                 }
3122                 check_slabp(cachep, slabp);
3123
3124                 /* move slabp to correct slabp list: */
3125                 list_del(&slabp->list);
3126                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3127                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3128                 else
3129                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3130         }
3131
3132 must_grow:
3133         l3->free_objects -= ac->avail;
3134 alloc_done:
3135         spin_unlock(&l3->list_lock);
3136
3137         if (unlikely(!ac->avail)) {
3138                 int x;
3139 force_grow:
3140                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3141
3142                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3143                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3144                 node = numa_mem_id();
3145
3146                 /* no objects in sight? abort */
3147                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
3148                         return NULL;
3149
3150                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3151                         goto retry;
3152         }
3153         ac->touched = 1;
3154
3155         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
3156 }
3157
3158 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3159                                                 gfp_t flags)
3160 {
3161         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3162 #if DEBUG
3163         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3164 #endif
3165 }
3166
3167 #if DEBUG
3168 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3169                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
3170 {
3171         if (!objp)
3172                 return objp;
3173         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3174 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3175                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3176                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3177                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
3178                 else
3179                         check_poison_obj(cachep, objp);
3180 #else
3181                 check_poison_obj(cachep, objp);
3182 #endif
3183                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3184         }
3185         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3186                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3187
3188         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3189                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3190                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3191                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3192                                                 " object was overwritten");
3193                         printk(KERN_ERR
3194                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3195                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3196                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3197                 }
3198                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3199                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3200         }
3201 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3202         {
3203                 struct slab *slabp;
3204                 unsigned objnr;
3205
3206                 slabp = virt_to_head_page(objp)->slab_page;
3207                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->size;
3208                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3209         }
3210 #endif
3211         objp += obj_offset(cachep);
3212         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3213                 cachep->ctor(objp);
3214         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3215             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3216                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3217                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3218         }
3219         return objp;
3220 }
3221 #else
3222 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3223 #endif
3224
3225 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3226 {
3227         if (cachep == kmem_cache)
3228                 return false;
3229
3230         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
3231 }
3232
3233 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3234 {
3235         void *objp;
3236         struct array_cache *ac;
3237         bool force_refill = false;
3238
3239         check_irq_off();
3240
3241         ac = cpu_cache_get(cachep);
3242         if (likely(ac->avail)) {
3243                 ac->touched = 1;
3244                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
3245
3246                 /*
3247                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
3248                  * by the current flags
3249                  */
3250                 if (objp) {
3251                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3252                         goto out;
3253                 }
3254                 force_refill = true;
3255         }
3256
3257         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3258         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
3259         /*
3260          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3261          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3262          */
3263         ac = cpu_cache_get(cachep);
3264
3265 out:
3266         /*
3267          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3268          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3269          * treat the array pointers as a reference to the object.
3270          */
3271         if (objp)
3272                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3273         return objp;
3274 }
3275
3276 #ifdef CONFIG_NUMA
3277 /*
3278  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3279  *
3280  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3281  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3282  */
3283 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3284 {
3285         int nid_alloc, nid_here;
3286
3287         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3288                 return NULL;
3289         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3290         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3291                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3292         else if (current->mempolicy)
3293                 nid_alloc = slab_node();
3294         if (nid_alloc != nid_here)
3295                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3296         return NULL;
3297 }
3298
3299 /*
3300  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3301  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3302  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3303  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3304  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3305  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3306  */
3307 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3308 {
3309         struct zonelist *zonelist;
3310         gfp_t local_flags;
3311         struct zoneref *z;
3312         struct zone *zone;
3313         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3314         void *obj = NULL;
3315         int nid;
3316         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3317
3318         if (flags & __GFP_THISNODE)
3319                 return NULL;
3320
3321         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3322
3323 retry_cpuset:
3324         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
3325         zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
3326
3327 retry:
3328         /*
3329          * Look through allowed nodes for objects available
3330          * from existing per node queues.
3331          */
3332         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3333                 nid = zone_to_nid(zone);
3334
3335                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3336                         cache->nodelists[nid] &&
3337                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3338                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3339                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3340                                 if (obj)
3341                                         break;
3342                 }
3343         }
3344
3345         if (!obj) {
3346                 /*
3347                  * This allocation will be performed within the constraints
3348                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3349                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3350                  * set and go into memory reserves if necessary.
3351                  */
3352                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3353                         local_irq_enable();
3354                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3355                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3356                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3357                         local_irq_disable();
3358                 if (obj) {
3359                         /*
3360                          * Insert into the appropriate per node queues
3361                          */
3362                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3363                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3364                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3365                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3366                                 if (!obj)
3367                                         /*
3368                                          * Another processor may allocate the
3369                                          * objects in the slab since we are
3370                                          * not holding any locks.
3371                                          */
3372                                         goto retry;
3373                         } else {
3374                                 /* cache_grow already freed obj */
3375                                 obj = NULL;
3376                         }
3377                 }
3378         }
3379
3380         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !obj))
3381                 goto retry_cpuset;
3382         return obj;
3383 }
3384
3385 /*
3386  * A interface to enable slab creation on nodeid
3387  */
3388 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3389                                 int nodeid)
3390 {
3391         struct list_head *entry;
3392         struct slab *slabp;
3393         struct kmem_cache_node *l3;
3394         void *obj;
3395         int x;
3396
3397         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3398         BUG_ON(!l3);
3399
3400 retry:
3401         check_irq_off();
3402         spin_lock(&l3->list_lock);
3403         entry = l3->slabs_partial.next;
3404         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3405                 l3->free_touched = 1;
3406                 entry = l3->slabs_free.next;
3407                 if (entry == &l3->slabs_free)
3408                         goto must_grow;
3409         }
3410
3411         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3412         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3413         check_slabp(cachep, slabp);
3414
3415         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3416         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3417         STATS_SET_HIGH(cachep);
3418
3419         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3420
3421         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3422         check_slabp(cachep, slabp);
3423         l3->free_objects--;
3424         /* move slabp to correct slabp list: */
3425         list_del(&slabp->list);
3426
3427         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3428                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3429         else
3430                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3431
3432         spin_unlock(&l3->list_lock);
3433         goto done;
3434
3435 must_grow:
3436         spin_unlock(&l3->list_lock);
3437         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3438         if (x)
3439                 goto retry;
3440
3441         return fallback_alloc(cachep, flags);
3442
3443 done:
3444         return obj;
3445 }
3446
3447 /**
3448  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3449  * @cachep: The cache to allocate from.
3450  * @flags: See kmalloc().
3451  * @nodeid: node number of the target node.
3452  * @caller: return address of caller, used for debug information
3453  *
3454  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3455  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3456  *
3457  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3458  */
3459 static __always_inline void *
3460 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3461                    unsigned long caller)
3462 {
3463         unsigned long save_flags;
3464         void *ptr;
3465         int slab_node = numa_mem_id();
3466
3467         flags &= gfp_allowed_mask;
3468
3469         lockdep_trace_alloc(flags);
3470
3471         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3472                 return NULL;
3473
3474         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3475
3476         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3477         local_irq_save(save_flags);
3478
3479         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3480                 nodeid = slab_node;
3481
3482         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3483                 /* Node not bootstrapped yet */
3484                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3485                 goto out;
3486         }
3487
3488         if (nodeid == slab_node) {
3489                 /*
3490                  * Use the locally cached objects if possible.
3491                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3492                  * to other nodes. It may fail while we still have
3493                  * objects on other nodes available.
3494                  */
3495                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3496                 if (ptr)
3497                         goto out;
3498         }
3499         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3500         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3501   out:
3502         local_irq_restore(save_flags);
3503         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3504         kmemleak_alloc_recursive(ptr, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3505                                  flags);
3506
3507         if (likely(ptr))
3508                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, cachep->object_size);
3509
3510         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3511                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3512
3513         return ptr;
3514 }
3515
3516 static __always_inline void *
3517 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3518 {
3519         void *objp;
3520
3521         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3522                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3523                 if (objp)
3524                         goto out;
3525         }
3526         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3527
3528         /*
3529          * We may just have run out of memory on the local node.
3530          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3531          */
3532         if (!objp)
3533                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3534
3535   out:
3536         return objp;
3537 }
3538 #else
3539
3540 static __always_inline void *
3541 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3542 {
3543         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3544 }
3545
3546 #endif /* CONFIG_NUMA */
3547
3548 static __always_inline void *
3549 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3550 {
3551         unsigned long save_flags;
3552         void *objp;
3553
3554         flags &= gfp_allowed_mask;
3555
3556         lockdep_trace_alloc(flags);
3557
3558         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3559                 return NULL;
3560
3561         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3562
3563         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3564         local_irq_save(save_flags);
3565         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3566         local_irq_restore(save_flags);
3567         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3568         kmemleak_alloc_recursive(objp, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3569                                  flags);
3570         prefetchw(objp);
3571
3572         if (likely(objp))
3573                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, cachep->object_size);
3574
3575         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3576                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3577
3578         return objp;
3579 }
3580
3581 /*
3582  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3583  */
3584 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3585                        int node)
3586 {
3587         int i;
3588         struct kmem_cache_node *l3;
3589
3590         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3591                 void *objp;
3592                 struct slab *slabp;
3593
3594                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3595                 objp = objpp[i];
3596
3597                 slabp = virt_to_slab(objp);
3598                 l3 = cachep->nodelists[node];
3599                 list_del(&slabp->list);
3600                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3601                 check_slabp(cachep, slabp);
3602                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3603                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3604                 l3->free_objects++;
3605                 check_slabp(cachep, slabp);
3606
3607                 /* fixup slab chains */
3608                 if (slabp->inuse == 0) {
3609                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3610                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3611                                 /* No need to drop any previously held
3612                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3613                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3614                                  * a different cache, refer to comments before
3615                                  * alloc_slabmgmt.
3616                                  */
3617                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3618                         } else {
3619                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3620                         }
3621                 } else {
3622                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3623                          * partial list on free - maximum time for the
3624                          * other objects to be freed, too.
3625                          */
3626                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3627                 }
3628         }
3629 }
3630
3631 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3632 {
3633         int batchcount;
3634         struct kmem_cache_node *l3;
3635         int node = numa_mem_id();
3636
3637         batchcount = ac->batchcount;
3638 #if DEBUG
3639         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3640 #endif
3641         check_irq_off();
3642         l3 = cachep->nodelists[node];
3643         spin_lock(&l3->list_lock);
3644         if (l3->shared) {
3645                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3646                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3647                 if (max) {
3648                         if (batchcount > max)
3649                                 batchcount = max;
3650                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3651                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3652                         shared_array->avail += batchcount;
3653                         goto free_done;
3654                 }
3655         }
3656
3657         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3658 free_done:
3659 #if STATS
3660         {
3661                 int i = 0;
3662                 struct list_head *p;
3663
3664                 p = l3->slabs_free.next;
3665                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3666                         struct slab *slabp;
3667
3668                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3669                         BUG_ON(slabp->inuse);
3670
3671                         i++;
3672                         p = p->next;
3673                 }
3674                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3675         }
3676 #endif
3677         spin_unlock(&l3->list_lock);
3678         ac->avail -= batchcount;
3679         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3680 }
3681
3682 /*
3683  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3684  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3685  */
3686 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3687                                 unsigned long caller)
3688 {
3689         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3690
3691         check_irq_off();
3692         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3693         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3694
3695         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3696
3697         /*
3698          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3699          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3700          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3701          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3702          * the cache.
3703          */
3704         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3705                 return;
3706
3707         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3708                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3709         } else {
3710                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3711                 cache_flusharray(cachep, ac);
3712         }
3713
3714         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3715 }
3716
3717 /**
3718  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3719  * @cachep: The cache to allocate from.
3720  * @flags: See kmalloc().
3721  *
3722  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3723  * if the cache has no available objects.
3724  */
3725 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3726 {
3727         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3728
3729         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3730                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3731
3732         return ret;
3733 }
3734 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3735
3736 #ifdef CONFIG_TRACING
3737 void *
3738 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3739 {
3740         void *ret;
3741
3742         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3743
3744         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3745                       size, cachep->size, flags);
3746         return ret;
3747 }
3748 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3749 #endif
3750
3751 #ifdef CONFIG_NUMA
3752 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3753 {
3754         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3755
3756         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3757                                     cachep->object_size, cachep->size,
3758                                     flags, nodeid);
3759
3760         return ret;
3761 }
3762 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3763
3764 #ifdef CONFIG_TRACING
3765 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3766                                   gfp_t flags,
3767                                   int nodeid,
3768                                   size_t size)
3769 {
3770         void *ret;
3771
3772         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3773
3774         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3775                            size, cachep->size,
3776                            flags, nodeid);
3777         return ret;
3778 }
3779 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3780 #endif
3781
3782 static __always_inline void *
3783 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3784 {
3785         struct kmem_cache *cachep;
3786
3787         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3788         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3789                 return cachep;
3790         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3791 }
3792
3793 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3794 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3795 {
3796         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3797 }
3798 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3799
3800 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3801                 int node, unsigned long caller)
3802 {
3803         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3804 }
3805 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3806 #else
3807 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3808 {
3809         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, 0);
3810 }
3811 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3812 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3813 #endif /* CONFIG_NUMA */
3814
3815 /**
3816  * __do_kmalloc - allocate memory
3817  * @size: how many bytes of memory are required.
3818  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3819  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3820  */
3821 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3822                                           unsigned long caller)
3823 {
3824         struct kmem_cache *cachep;
3825         void *ret;
3826
3827         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3828          * __ with kmem_.
3829          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3830          * functions.
3831          */
3832         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3833         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3834                 return cachep;
3835         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3836
3837         trace_kmalloc(caller, ret,
3838                       size, cachep->size, flags);
3839
3840         return ret;
3841 }
3842
3843
3844 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3845 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3846 {
3847         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3848 }
3849 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3850
3851 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3852 {
3853         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3854 }
3855 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3856
3857 #else
3858 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3859 {
3860         return __do_kmalloc(size, flags, 0);
3861 }
3862 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3863 #endif
3864
3865 /**
3866  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3867  * @cachep: The cache the allocation was from.
3868  * @objp: The previously allocated object.
3869  *
3870  * Free an object which was previously allocated from this
3871  * cache.
3872  */
3873 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3874 {
3875         unsigned long flags;
3876         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3877         if (!cachep)
3878                 return;
3879
3880         local_irq_save(flags);
3881         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3882         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3883                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3884         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3885         local_irq_restore(flags);
3886
3887         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3888 }
3889 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3890
3891 /**
3892  * kfree - free previously allocated memory
3893  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3894  *
3895  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3896  *
3897  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3898  * or you will run into trouble.
3899  */
3900 void kfree(const void *objp)
3901 {
3902         struct kmem_cache *c;
3903         unsigned long flags;
3904
3905         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3906
3907         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3908                 return;
3909         local_irq_save(flags);
3910         kfree_debugcheck(objp);
3911         c = virt_to_cache(objp);
3912         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3913
3914         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3915         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3916         local_irq_restore(flags);
3917 }
3918 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3919
3920 /*
3921  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
3922  */
3923 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3924 {
3925         int node;
3926         struct kmem_cache_node *l3;
3927         struct array_cache *new_shared;
3928         struct array_cache **new_alien = NULL;
3929
3930         for_each_online_node(node) {
3931
3932                 if (use_alien_caches) {
3933                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3934                         if (!new_alien)
3935                                 goto fail;
3936                 }
3937
3938                 new_shared = NULL;
3939                 if (cachep->shared) {
3940                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3941                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3942                                         0xbaadf00d, gfp);
3943                         if (!new_shared) {
3944                                 free_alien_cache(new_alien);
3945                                 goto fail;
3946                         }
3947                 }
3948
3949                 l3 = cachep->nodelists[node];
3950                 if (l3) {
3951                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3952
3953                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3954
3955                         if (shared)
3956                                 free_block(cachep, shared->entry,
3957                                                 shared->avail, node);
3958
3959                         l3->shared = new_shared;
3960                         if (!l3->alien) {
3961                                 l3->alien = new_alien;
3962                                 new_alien = NULL;
3963                         }
3964                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3965                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3966                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3967                         kfree(shared);
3968                         free_alien_cache(new_alien);
3969                         continue;
3970                 }
3971                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3972                 if (!l3) {
3973                         free_alien_cache(new_alien);
3974                         kfree(new_shared);
3975                         goto fail;
3976                 }
3977
3978                 kmem_list3_init(l3);
3979                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3980                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3981                 l3->shared = new_shared;
3982                 l3->alien = new_alien;
3983                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3984                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3985                 cachep->nodelists[node] = l3;
3986         }
3987         return 0;
3988
3989 fail:
3990         if (!cachep->list.next) {
3991                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3992                 node--;
3993                 while (node >= 0) {
3994                         if (cachep->nodelists[node]) {
3995                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3996
3997                                 kfree(l3->shared);
3998                                 free_alien_cache(l3->alien);
3999                                 kfree(l3);
4000                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
4001                         }
4002                         node--;
4003                 }
4004         }
4005         return -ENOMEM;
4006 }
4007
4008 struct ccupdate_struct {
4009         struct kmem_cache *cachep;
4010         struct array_cache *new[0];
4011 };
4012
4013 static void do_ccupdate_local(void *info)
4014 {
4015         struct ccupdate_struct *new = info;
4016         struct array_cache *old;
4017
4018         check_irq_off();
4019         old = cpu_cache_get(new->cachep);
4020
4021         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
4022         new->new[smp_processor_id()] = old;
4023 }
4024
4025 /* Always called with the slab_mutex held */
4026 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
4027                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
4028 {
4029         struct ccupdate_struct *new;
4030         int i;
4031
4032         new = kzalloc(sizeof(*new) + nr_cpu_ids * sizeof(struct array_cache *),
4033                       gfp);
4034         if (!new)
4035                 return -ENOMEM;
4036
4037         for_each_online_cpu(i) {
4038                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
4039                                                 batchcount, gfp);
4040                 if (!new->new[i]) {
4041                         for (i--; i >= 0; i--)
4042                                 kfree(new->new[i]);
4043                         kfree(new);
4044                         return -ENOMEM;
4045                 }
4046         }
4047         new->cachep = cachep;
4048
4049         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
4050
4051         check_irq_on();
4052         cachep->batchcount = batchcount;
4053         cachep->limit = limit;
4054         cachep->shared = shared;
4055
4056         for_each_online_cpu(i) {
4057                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
4058                 if (!ccold)
4059                         continue;
4060                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
4061                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_mem(i));
4062                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
4063                 kfree(ccold);
4064         }
4065         kfree(new);
4066         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
4067 }
4068
4069 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
4070                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
4071 {
4072         int ret;
4073         struct kmem_cache *c = NULL;
4074         int i = 0;
4075
4076         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
4077
4078         if (slab_state < FULL)
4079                 return ret;
4080
4081         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
4082                 return ret;
4083
4084         VM_BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
4085         for_each_memcg_cache_index(i) {
4086                 c = cache_from_memcg(cachep, i);
4087                 if (c)
4088                         /* return value determined by the parent cache only */
4089                         __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
4090         }
4091
4092         return ret;
4093 }
4094
4095 /* Called with slab_mutex held always */
4096 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
4097 {
4098         int err;
4099         int limit = 0;
4100         int shared = 0;
4101         int batchcount = 0;
4102
4103         if (!is_root_cache(cachep)) {
4104                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
4105                 limit = root->limit;
4106                 shared = root->shared;
4107                 batchcount = root->batchcount;
4108         }
4109
4110         if (limit && shared && batchcount)
4111                 goto skip_setup;
4112         /*
4113          * The head array serves three purposes:
4114          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
4115          * - reduce the number of spinlock operations.
4116          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4117          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4118          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4119          * Bonwick.
4120          */
4121         if (cachep->size > 131072)
4122                 limit = 1;
4123         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
4124                 limit = 8;
4125         else if (cachep->size > 1024)
4126                 limit = 24;
4127         else if (cachep->size > 256)
4128                 limit = 54;
4129         else
4130                 limit = 120;
4131
4132         /*
4133          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4134          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4135          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4136          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4137          * replaces Bonwick's magazine layer.
4138          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4139          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4140          */
4141         shared = 0;
4142         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4143                 shared = 8;
4144
4145 #if DEBUG
4146         /*
4147          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4148          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4149          */
4150         if (limit > 32)
4151                 limit = 32;
4152 #endif
4153         batchcount = (limit + 1) / 2;
4154 skip_setup:
4155         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
4156         if (err)
4157                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4158                        cachep->name, -err);
4159         return err;
4160 }
4161
4162 /*
4163  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4164  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4165  * if drain_array() is used on the shared array.
4166  */
4167 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *l3,
4168                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4169 {
4170         int tofree;
4171
4172         if (!ac || !ac->avail)
4173                 return;
4174         if (ac->touched && !force) {
4175                 ac->touched = 0;
4176         } else {
4177                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4178                 if (ac->avail) {
4179                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4180                         if (tofree > ac->avail)
4181                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4182                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4183                         ac->avail -= tofree;
4184                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4185                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4186                 }
4187                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4188         }
4189 }
4190
4191 /**
4192  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4193  * @w: work descriptor
4194  *
4195  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4196  * Purpose:
4197  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4198  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4199  *
4200  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4201  * again on the next iteration.
4202  */
4203 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4204 {
4205         struct kmem_cache *searchp;
4206         struct kmem_cache_node *l3;
4207         int node = numa_mem_id();
4208         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4209
4210         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
4211                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4212                 goto out;
4213
4214         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
4215                 check_irq_on();
4216
4217                 /*
4218                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4219                  * have established with reasonable certainty that
4220                  * we can do some work if the lock was obtained.
4221                  */
4222                 l3 = searchp->nodelists[node];
4223
4224                 reap_alien(searchp, l3);
4225
4226                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4227
4228                 /*
4229                  * These are racy checks but it does not matter
4230                  * if we skip one check or scan twice.
4231                  */
4232                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4233                         goto next;
4234
4235                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4236
4237                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4238
4239                 if (l3->free_touched)
4240                         l3->free_touched = 0;
4241                 else {
4242                         int freed;
4243
4244                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4245                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4246                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4247                 }
4248 next:
4249                 cond_resched();
4250         }
4251         check_irq_on();
4252         mutex_unlock(&slab_mutex);
4253         next_reap_node();
4254 out:
4255         /* Set up the next iteration */
4256         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4257 }
4258
4259 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4260 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4261 {
4262         struct slab *slabp;
4263         unsigned long active_objs;
4264         unsigned long num_objs;
4265         unsigned long active_slabs = 0;
4266         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4267         const char *name;
4268         char *error = NULL;
4269         int node;
4270         struct kmem_cache_node *l3;
4271
4272         active_objs = 0;
4273         num_slabs = 0;
4274         for_each_online_node(node) {
4275                 l3 = cachep->nodelists[node];
4276                 if (!l3)
4277                         continue;
4278
4279                 check_irq_on();
4280                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4281
4282                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4283                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4284                                 error = "slabs_full accounting error";
4285                         active_objs += cachep->num;
4286                         active_slabs++;
4287                 }
4288                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4289                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4290                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4291                         if (!slabp->inuse && !error)
4292                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4293                         active_objs += slabp->inuse;
4294                         active_slabs++;
4295                 }
4296                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4297                         if (slabp->inuse && !error)
4298                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4299                         num_slabs++;
4300                 }
4301                 free_objects += l3->free_objects;
4302                 if (l3->shared)
4303                         shared_avail += l3->shared->avail;
4304
4305                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4306         }
4307         num_slabs += active_slabs;
4308         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4309         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4310                 error = "free_objects accounting error";
4311
4312         name = cachep->name;
4313         if (error)
4314                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4315
4316         sinfo->active_objs = active_objs;
4317         sinfo->num_objs = num_objs;
4318         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4319         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4320         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4321         sinfo->limit = cachep->limit;
4322         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4323         sinfo->shared = cachep->shared;
4324         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4325         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4326 }
4327
4328 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4329 {
4330 #if STATS
4331         {                       /* list3 stats */
4332                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4333                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4334                 unsigned long grown = cachep->grown;
4335                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4336                 unsigned long errors = cachep->errors;
4337                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4338                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4339                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4340                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4341
4342                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4343                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4344                            allocs, high, grown,
4345                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4346                            node_frees, overflows);
4347         }
4348         /* cpu stats */
4349         {
4350                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4351                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4352                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4353                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4354
4355                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4356                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4357         }
4358 #endif
4359 }
4360
4361 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4362 /**
4363  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4364  * @file: unused
4365  * @buffer: user buffer
4366  * @count: data length
4367  * @ppos: unused
4368  */
4369 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4370                        size_t count, loff_t *ppos)
4371 {
4372         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4373         int limit, batchcount, shared, res;
4374         struct kmem_cache *cachep;
4375
4376         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4377                 return -EINVAL;
4378         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4379                 return -EFAULT;
4380         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4381
4382         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4383         if (!tmp)
4384                 return -EINVAL;
4385         *tmp = '\0';
4386         tmp++;
4387         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4388                 return -EINVAL;
4389
4390         /* Find the cache in the chain of caches. */
4391         mutex_lock(&slab_mutex);
4392         res = -EINVAL;
4393         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4394                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4395                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4396                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4397                                 res = 0;
4398                         } else {
4399                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4400                                                        batchcount, shared,
4401                                                        GFP_KERNEL);
4402                         }
4403                         break;
4404                 }
4405         }
4406         mutex_unlock(&slab_mutex);
4407         if (res >= 0)
4408                 res = count;
4409         return res;
4410 }
4411
4412 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4413
4414 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4415 {
4416         mutex_lock(&slab_mutex);
4417         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4418 }
4419
4420 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4421 {
4422         unsigned long *p;
4423         int l;
4424         if (!v)
4425                 return 1;
4426         l = n[1];
4427         p = n + 2;
4428         while (l) {
4429                 int i = l/2;
4430                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4431                 if (*q == v) {
4432                         q[1]++;
4433                         return 1;
4434                 }
4435                 if (*q > v) {
4436                         l = i;
4437                 } else {
4438                         p = q + 2;
4439                         l -= i + 1;
4440                 }
4441         }
4442         if (++n[1] == n[0])
4443                 return 0;
4444         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4445         p[0] = v;
4446         p[1] = 1;
4447         return 1;
4448 }
4449
4450 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4451 {
4452         void *p;
4453         int i;
4454         if (n[0] == n[1])
4455                 return;
4456         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4457                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4458                         continue;
4459                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4460                         return;
4461         }
4462 }
4463
4464 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4465 {
4466 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4467         unsigned long offset, size;
4468         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4469
4470         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4471                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4472                 if (modname[0])
4473                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4474                 return;
4475         }
4476 #endif
4477         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4478 }
4479
4480 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4481 {
4482         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4483         struct slab *slabp;
4484         struct kmem_cache_node *l3;
4485         const char *name;
4486         unsigned long *n = m->private;
4487         int node;
4488         int i;
4489
4490         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4491                 return 0;
4492         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4493                 return 0;
4494
4495         /* OK, we can do it */
4496
4497         n[1] = 0;
4498
4499         for_each_online_node(node) {
4500                 l3 = cachep->nodelists[node];
4501                 if (!l3)
4502                         continue;
4503
4504                 check_irq_on();
4505                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4506
4507                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4508                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4509                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4510                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4511                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4512         }
4513         name = cachep->name;
4514         if (n[0] == n[1]) {
4515                 /* Increase the buffer size */
4516                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4517                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4518                 if (!m->private) {
4519                         /* Too bad, we are really out */
4520                         m->private = n;
4521                         mutex_lock(&slab_mutex);
4522                         return -ENOMEM;
4523                 }
4524                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4525                 kfree(n);
4526                 mutex_lock(&slab_mutex);
4527                 /* Now make sure this entry will be retried */
4528                 m->count = m->size;
4529                 return 0;
4530         }
4531         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4532                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4533                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4534                 seq_putc(m, '\n');
4535         }
4536
4537         return 0;
4538 }
4539
4540 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4541 {
4542         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4543 }
4544
4545 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4546 {
4547         mutex_unlock(&slab_mutex);
4548 }
4549
4550 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4551         .start = leaks_start,
4552         .next = s_next,
4553         .stop = s_stop,
4554         .show = leaks_show,
4555 };
4556
4557 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4558 {
4559         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4560         int ret = -ENOMEM;
4561         if (n) {
4562                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4563                 if (!ret) {
4564                         struct seq_file *m = file->private_data;
4565                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4566                         m->private = n;
4567                         n = NULL;
4568                 }
4569                 kfree(n);
4570         }
4571         return ret;
4572 }
4573
4574 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4575         .open           = slabstats_open,
4576         .read           = seq_read,
4577         .llseek         = seq_lseek,
4578         .release        = seq_release_private,
4579 };
4580 #endif
4581
4582 static int __init slab_proc_init(void)
4583 {
4584 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4585         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4586 #endif
4587         return 0;
4588 }
4589 module_init(slab_proc_init);
4590 #endif
4591
4592 /**
4593  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4594  * @objp: Pointer to the object
4595  *
4596  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4597  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4598  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4599  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4600  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4601  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4602  * must not be freed during the duration of the call.
4603  */
4604 size_t ksize(const void *objp)
4605 {
4606         BUG_ON(!objp);
4607         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4608                 return 0;
4609
4610         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4611 }
4612 EXPORT_SYMBOL(ksize);