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