328233a724afb6446cf5c756e9f379503de343b2
[pandora-kernel.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'slab_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/uaccess.h>
108 #include        <linux/nodemask.h>
109 #include        <linux/kmemleak.h>
110 #include        <linux/mempolicy.h>
111 #include        <linux/mutex.h>
112 #include        <linux/fault-inject.h>
113 #include        <linux/rtmutex.h>
114 #include        <linux/reciprocal_div.h>
115 #include        <linux/debugobjects.h>
116 #include        <linux/kmemcheck.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118 #include        <linux/prefetch.h>
119
120 #include        <net/sock.h>
121
122 #include        <asm/cacheflush.h>
123 #include        <asm/tlbflush.h>
124 #include        <asm/page.h>
125
126 #include <trace/events/kmem.h>
127
128 #include        "internal.h"
129
130 #include        "slab.h"
131
132 /*
133  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
134  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
135  *
136  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
137  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
138  *
139  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
140  */
141
142 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
143 #define DEBUG           1
144 #define STATS           1
145 #define FORCED_DEBUG    1
146 #else
147 #define DEBUG           0
148 #define STATS           0
149 #define FORCED_DEBUG    0
150 #endif
151
152 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
153 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
154 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
155
156 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
157 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
158 #endif
159
160 #define FREELIST_BYTE_INDEX (((PAGE_SIZE >> BITS_PER_BYTE) \
161                                 <= SLAB_OBJ_MIN_SIZE) ? 1 : 0)
162
163 #if FREELIST_BYTE_INDEX
164 typedef unsigned char freelist_idx_t;
165 #else
166 typedef unsigned short freelist_idx_t;
167 #endif
168
169 #define SLAB_OBJ_MAX_NUM ((1 << sizeof(freelist_idx_t) * BITS_PER_BYTE) - 1)
170
171 /*
172  * true if a page was allocated from pfmemalloc reserves for network-based
173  * swap
174  */
175 static bool pfmemalloc_active __read_mostly;
176
177 /*
178  * struct array_cache
179  *
180  * Purpose:
181  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
182  * - reduce the number of linked list operations
183  * - reduce spinlock operations
184  *
185  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
186  * footprint.
187  *
188  */
189 struct array_cache {
190         unsigned int avail;
191         unsigned int limit;
192         unsigned int batchcount;
193         unsigned int touched;
194         void *entry[];  /*
195                          * Must have this definition in here for the proper
196                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
197                          * the entries.
198                          *
199                          * Entries should not be directly dereferenced as
200                          * entries belonging to slabs marked pfmemalloc will
201                          * have the lower bits set SLAB_OBJ_PFMEMALLOC
202                          */
203 };
204
205 struct alien_cache {
206         spinlock_t lock;
207         struct array_cache ac;
208 };
209
210 #define SLAB_OBJ_PFMEMALLOC     1
211 static inline bool is_obj_pfmemalloc(void *objp)
212 {
213         return (unsigned long)objp & SLAB_OBJ_PFMEMALLOC;
214 }
215
216 static inline void set_obj_pfmemalloc(void **objp)
217 {
218         *objp = (void *)((unsigned long)*objp | SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
219         return;
220 }
221
222 static inline void clear_obj_pfmemalloc(void **objp)
223 {
224         *objp = (void *)((unsigned long)*objp & ~SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
225 }
226
227 /*
228  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
229  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
230  */
231 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
232 struct arraycache_init {
233         struct array_cache cache;
234         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
235 };
236
237 /*
238  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
239  */
240 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
241 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
242 #define CACHE_CACHE 0
243 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
244 #define SIZE_NODE (2 * MAX_NUMNODES)
245
246 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
247                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
248 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
249                         int node, struct list_head *list);
250 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list);
251 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
252 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
253
254 static int slab_early_init = 1;
255
256 #define INDEX_AC kmalloc_index(sizeof(struct arraycache_init))
257 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
258
259 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
260 {
261         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
262         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
263         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
264         parent->shared = NULL;
265         parent->alien = NULL;
266         parent->colour_next = 0;
267         spin_lock_init(&parent->list_lock);
268         parent->free_objects = 0;
269         parent->free_touched = 0;
270 }
271
272 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
273         do {                                                            \
274                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
275                 list_splice(&get_node(cachep, nodeid)->slab, listp);    \
276         } while (0)
277
278 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
279         do {                                                            \
280         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
281         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
282         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
283         } while (0)
284
285 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
286 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
287
288 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
289 /*
290  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
291  * cpucache drain/refill cycles.
292  *
293  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
294  * which could lock up otherwise freeable slabs.
295  */
296 #define REAPTIMEOUT_AC          (2*HZ)
297 #define REAPTIMEOUT_NODE        (4*HZ)
298
299 #if STATS
300 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
301 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
302 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
303 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
304 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
305 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
306         do {                                                            \
307                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
308                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
309         } while (0)
310 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
311 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
312 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
313 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
314 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
315         do {                                                            \
316                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
317                         (x)->max_freeable = i;                          \
318         } while (0)
319 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
320 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
321 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
322 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
323 #else
324 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
325 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
326 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
327 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
328 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
329 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
330 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
331 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
332 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
333 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
334 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
335 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
336 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
337 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
338 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
339 #endif
340
341 #if DEBUG
342
343 /*
344  * memory layout of objects:
345  * 0            : objp
346  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
347  *              the end of an object is aligned with the end of the real
348  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
349  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
350  *              redzone word.
351  * cachep->obj_offset: The real object.
352  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
353  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
354  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
355  */
356 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
357 {
358         return cachep->obj_offset;
359 }
360
361 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
362 {
363         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
364         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
365                                       sizeof(unsigned long long));
366 }
367
368 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
369 {
370         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
371         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
372                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
373                                               sizeof(unsigned long long) -
374                                               REDZONE_ALIGN);
375         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
376                                        sizeof(unsigned long long));
377 }
378
379 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
380 {
381         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
382         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
383 }
384
385 #else
386
387 #define obj_offset(x)                   0
388 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
389 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
390 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
391
392 #endif
393
394 #define OBJECT_FREE (0)
395 #define OBJECT_ACTIVE (1)
396
397 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
398
399 static void set_obj_status(struct page *page, int idx, int val)
400 {
401         int freelist_size;
402         char *status;
403         struct kmem_cache *cachep = page->slab_cache;
404
405         freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
406         status = (char *)page->freelist + freelist_size;
407         status[idx] = val;
408 }
409
410 static inline unsigned int get_obj_status(struct page *page, int idx)
411 {
412         int freelist_size;
413         char *status;
414         struct kmem_cache *cachep = page->slab_cache;
415
416         freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
417         status = (char *)page->freelist + freelist_size;
418
419         return status[idx];
420 }
421
422 #else
423 static inline void set_obj_status(struct page *page, int idx, int val) {}
424
425 #endif
426
427 /*
428  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
429  * overridden on the command line.
430  */
431 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
432 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
433 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
434 static bool slab_max_order_set __initdata;
435
436 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
437 {
438         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
439         return page->slab_cache;
440 }
441
442 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
443                                  unsigned int idx)
444 {
445         return page->s_mem + cache->size * idx;
446 }
447
448 /*
449  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
450  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
451  *   we can replace (offset / cache->size) by
452  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
453  */
454 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
455                                         const struct page *page, void *obj)
456 {
457         u32 offset = (obj - page->s_mem);
458         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
459 }
460
461 static struct arraycache_init initarray_generic =
462     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
463
464 /* internal cache of cache description objs */
465 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
466         .batchcount = 1,
467         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
468         .shared = 1,
469         .size = sizeof(struct kmem_cache),
470         .name = "kmem_cache",
471 };
472
473 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
474
475 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
476
477 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
478 {
479         return cachep->array[smp_processor_id()];
480 }
481
482 static size_t calculate_freelist_size(int nr_objs, size_t align)
483 {
484         size_t freelist_size;
485
486         freelist_size = nr_objs * sizeof(freelist_idx_t);
487         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK))
488                 freelist_size += nr_objs * sizeof(char);
489
490         if (align)
491                 freelist_size = ALIGN(freelist_size, align);
492
493         return freelist_size;
494 }
495
496 static int calculate_nr_objs(size_t slab_size, size_t buffer_size,
497                                 size_t idx_size, size_t align)
498 {
499         int nr_objs;
500         size_t remained_size;
501         size_t freelist_size;
502         int extra_space = 0;
503
504         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK))
505                 extra_space = sizeof(char);
506         /*
507          * Ignore padding for the initial guess. The padding
508          * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
509          * least @align. In the worst case, this result will
510          * be one greater than the number of objects that fit
511          * into the memory allocation when taking the padding
512          * into account.
513          */
514         nr_objs = slab_size / (buffer_size + idx_size + extra_space);
515
516         /*
517          * This calculated number will be either the right
518          * amount, or one greater than what we want.
519          */
520         remained_size = slab_size - nr_objs * buffer_size;
521         freelist_size = calculate_freelist_size(nr_objs, align);
522         if (remained_size < freelist_size)
523                 nr_objs--;
524
525         return nr_objs;
526 }
527
528 /*
529  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
530  */
531 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
532                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
533                            unsigned int *num)
534 {
535         int nr_objs;
536         size_t mgmt_size;
537         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
538
539         /*
540          * The slab management structure can be either off the slab or
541          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
542          * slab is used for:
543          *
544          * - One unsigned int for each object
545          * - Padding to respect alignment of @align
546          * - @buffer_size bytes for each object
547          *
548          * If the slab management structure is off the slab, then the
549          * alignment will already be calculated into the size. Because
550          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
551          * correct alignment when allocated.
552          */
553         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
554                 mgmt_size = 0;
555                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
556
557         } else {
558                 nr_objs = calculate_nr_objs(slab_size, buffer_size,
559                                         sizeof(freelist_idx_t), align);
560                 mgmt_size = calculate_freelist_size(nr_objs, align);
561         }
562         *num = nr_objs;
563         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
564 }
565
566 #if DEBUG
567 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
568
569 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
570                         char *msg)
571 {
572         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
573                function, cachep->name, msg);
574         dump_stack();
575         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
576 }
577 #endif
578
579 /*
580  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
581  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
582  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
583  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
584  * line
585   */
586
587 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
588 static int __init noaliencache_setup(char *s)
589 {
590         use_alien_caches = 0;
591         return 1;
592 }
593 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
594
595 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
596 {
597         get_option(&str, &slab_max_order);
598         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
599                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
600         slab_max_order_set = true;
601
602         return 1;
603 }
604 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
605
606 #ifdef CONFIG_NUMA
607 /*
608  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
609  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
610  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
611  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
612  */
613 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
614
615 static void init_reap_node(int cpu)
616 {
617         int node;
618
619         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
620         if (node == MAX_NUMNODES)
621                 node = first_node(node_online_map);
622
623         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
624 }
625
626 static void next_reap_node(void)
627 {
628         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
629
630         node = next_node(node, node_online_map);
631         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
632                 node = first_node(node_online_map);
633         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
634 }
635
636 #else
637 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
638 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
639 #endif
640
641 /*
642  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
643  * via the workqueue/eventd.
644  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
645  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
646  * lock.
647  */
648 static void start_cpu_timer(int cpu)
649 {
650         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
651
652         /*
653          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
654          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
655          * at that time.
656          */
657         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
658                 init_reap_node(cpu);
659                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
660                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
661                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
662         }
663 }
664
665 static void init_arraycache(struct array_cache *ac, int limit, int batch)
666 {
667         /*
668          * The array_cache structures contain pointers to free object.
669          * However, when such objects are allocated or transferred to another
670          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
671          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
672          * not scan such objects.
673          */
674         kmemleak_no_scan(ac);
675         if (ac) {
676                 ac->avail = 0;
677                 ac->limit = limit;
678                 ac->batchcount = batch;
679                 ac->touched = 0;
680         }
681 }
682
683 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
684                                             int batchcount, gfp_t gfp)
685 {
686         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
687         struct array_cache *ac = NULL;
688
689         ac = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
690         init_arraycache(ac, entries, batchcount);
691         return ac;
692 }
693
694 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct page *page)
695 {
696         return PageSlabPfmemalloc(page);
697 }
698
699 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
700 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
701                                                 struct array_cache *ac)
702 {
703         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, numa_mem_id());
704         struct page *page;
705         unsigned long flags;
706
707         if (!pfmemalloc_active)
708                 return;
709
710         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
711         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
712                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
713                         goto out;
714
715         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
716                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
717                         goto out;
718
719         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
720                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
721                         goto out;
722
723         pfmemalloc_active = false;
724 out:
725         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
726 }
727
728 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
729                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
730 {
731         int i;
732         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
733
734         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
735         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
736                 struct kmem_cache_node *n;
737
738                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
739                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
740                         return objp;
741                 }
742
743                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
744                 for (i = 0; i < ac->avail; i++) {
745                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
746                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
747                                 objp = ac->entry[i];
748                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
749                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
750                                 return objp;
751                         }
752                 }
753
754                 /*
755                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
756                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
757                  */
758                 n = get_node(cachep, numa_mem_id());
759                 if (!list_empty(&n->slabs_free) && force_refill) {
760                         struct page *page = virt_to_head_page(objp);
761                         ClearPageSlabPfmemalloc(page);
762                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
763                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
764                         return objp;
765                 }
766
767                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
768                 ac->avail++;
769                 objp = NULL;
770         }
771
772         return objp;
773 }
774
775 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
776                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
777 {
778         void *objp;
779
780         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
781                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
782         else
783                 objp = ac->entry[--ac->avail];
784
785         return objp;
786 }
787
788 static noinline void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
789                         struct array_cache *ac, void *objp)
790 {
791         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
792                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
793                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
794                 if (PageSlabPfmemalloc(page))
795                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
796         }
797
798         return objp;
799 }
800
801 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
802                                                                 void *objp)
803 {
804         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
805                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
806
807         ac->entry[ac->avail++] = objp;
808 }
809
810 /*
811  * Transfer objects in one arraycache to another.
812  * Locking must be handled by the caller.
813  *
814  * Return the number of entries transferred.
815  */
816 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
817                 struct array_cache *from, unsigned int max)
818 {
819         /* Figure out how many entries to transfer */
820         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
821
822         if (!nr)
823                 return 0;
824
825         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
826                         sizeof(void *) *nr);
827
828         from->avail -= nr;
829         to->avail += nr;
830         return nr;
831 }
832
833 #ifndef CONFIG_NUMA
834
835 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
836 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
837
838 static inline struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node,
839                                                 int limit, gfp_t gfp)
840 {
841         return (struct alien_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
842 }
843
844 static inline void free_alien_cache(struct alien_cache **ac_ptr)
845 {
846 }
847
848 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
849 {
850         return 0;
851 }
852
853 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
854                 gfp_t flags)
855 {
856         return NULL;
857 }
858
859 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
860                  gfp_t flags, int nodeid)
861 {
862         return NULL;
863 }
864
865 #else   /* CONFIG_NUMA */
866
867 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
868 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
869
870 static struct alien_cache *__alloc_alien_cache(int node, int entries,
871                                                 int batch, gfp_t gfp)
872 {
873         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct alien_cache);
874         struct alien_cache *alc = NULL;
875
876         alc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
877         init_arraycache(&alc->ac, entries, batch);
878         spin_lock_init(&alc->lock);
879         return alc;
880 }
881
882 static struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
883 {
884         struct alien_cache **alc_ptr;
885         size_t memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
886         int i;
887
888         if (limit > 1)
889                 limit = 12;
890         alc_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
891         if (!alc_ptr)
892                 return NULL;
893
894         for_each_node(i) {
895                 if (i == node || !node_online(i))
896                         continue;
897                 alc_ptr[i] = __alloc_alien_cache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
898                 if (!alc_ptr[i]) {
899                         for (i--; i >= 0; i--)
900                                 kfree(alc_ptr[i]);
901                         kfree(alc_ptr);
902                         return NULL;
903                 }
904         }
905         return alc_ptr;
906 }
907
908 static void free_alien_cache(struct alien_cache **alc_ptr)
909 {
910         int i;
911
912         if (!alc_ptr)
913                 return;
914         for_each_node(i)
915             kfree(alc_ptr[i]);
916         kfree(alc_ptr);
917 }
918
919 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
920                                 struct array_cache *ac, int node,
921                                 struct list_head *list)
922 {
923         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
924
925         if (ac->avail) {
926                 spin_lock(&n->list_lock);
927                 /*
928                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
929                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
930                  * into the free lists and getting them back later.
931                  */
932                 if (n->shared)
933                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
934
935                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, list);
936                 ac->avail = 0;
937                 spin_unlock(&n->list_lock);
938         }
939 }
940
941 /*
942  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
943  */
944 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
945 {
946         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
947
948         if (n->alien) {
949                 struct alien_cache *alc = n->alien[node];
950                 struct array_cache *ac;
951
952                 if (alc) {
953                         ac = &alc->ac;
954                         if (ac->avail && spin_trylock_irq(&alc->lock)) {
955                                 LIST_HEAD(list);
956
957                                 __drain_alien_cache(cachep, ac, node, &list);
958                                 spin_unlock_irq(&alc->lock);
959                                 slabs_destroy(cachep, &list);
960                         }
961                 }
962         }
963 }
964
965 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
966                                 struct alien_cache **alien)
967 {
968         int i = 0;
969         struct alien_cache *alc;
970         struct array_cache *ac;
971         unsigned long flags;
972
973         for_each_online_node(i) {
974                 alc = alien[i];
975                 if (alc) {
976                         LIST_HEAD(list);
977
978                         ac = &alc->ac;
979                         spin_lock_irqsave(&alc->lock, flags);
980                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i, &list);
981                         spin_unlock_irqrestore(&alc->lock, flags);
982                         slabs_destroy(cachep, &list);
983                 }
984         }
985 }
986
987 static int __cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
988                                 int node, int page_node)
989 {
990         struct kmem_cache_node *n;
991         struct alien_cache *alien = NULL;
992         struct array_cache *ac;
993         LIST_HEAD(list);
994
995         n = get_node(cachep, node);
996         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
997         if (n->alien && n->alien[page_node]) {
998                 alien = n->alien[page_node];
999                 ac = &alien->ac;
1000                 spin_lock(&alien->lock);
1001                 if (unlikely(ac->avail == ac->limit)) {
1002                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1003                         __drain_alien_cache(cachep, ac, page_node, &list);
1004                 }
1005                 ac_put_obj(cachep, ac, objp);
1006                 spin_unlock(&alien->lock);
1007                 slabs_destroy(cachep, &list);
1008         } else {
1009                 n = get_node(cachep, page_node);
1010                 spin_lock(&n->list_lock);
1011                 free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
1012                 spin_unlock(&n->list_lock);
1013                 slabs_destroy(cachep, &list);
1014         }
1015         return 1;
1016 }
1017
1018 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1019 {
1020         int page_node = page_to_nid(virt_to_page(objp));
1021         int node = numa_mem_id();
1022         /*
1023          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1024          * cache on this cpu.
1025          */
1026         if (likely(node == page_node))
1027                 return 0;
1028
1029         return __cache_free_alien(cachep, objp, node, page_node);
1030 }
1031 #endif
1032
1033 /*
1034  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
1035  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
1036  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1037  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
1038  * already in use.
1039  *
1040  * Must hold slab_mutex.
1041  */
1042 static int init_cache_node_node(int node)
1043 {
1044         struct kmem_cache *cachep;
1045         struct kmem_cache_node *n;
1046         const size_t memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
1047
1048         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1049                 /*
1050                  * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
1051                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1052                  * node has not already allocated this
1053                  */
1054                 n = get_node(cachep, node);
1055                 if (!n) {
1056                         n = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1057                         if (!n)
1058                                 return -ENOMEM;
1059                         kmem_cache_node_init(n);
1060                         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1061                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1062
1063                         /*
1064                          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
1065                          * come and go.  slab_mutex is sufficient
1066                          * protection here.
1067                          */
1068                         cachep->node[node] = n;
1069                 }
1070
1071                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1072                 n->free_limit =
1073                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1074                         cachep->batchcount + cachep->num;
1075                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1076         }
1077         return 0;
1078 }
1079
1080 static inline int slabs_tofree(struct kmem_cache *cachep,
1081                                                 struct kmem_cache_node *n)
1082 {
1083         return (n->free_objects + cachep->num - 1) / cachep->num;
1084 }
1085
1086 static void cpuup_canceled(long cpu)
1087 {
1088         struct kmem_cache *cachep;
1089         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1090         int node = cpu_to_mem(cpu);
1091         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1092
1093         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1094                 struct array_cache *nc;
1095                 struct array_cache *shared;
1096                 struct alien_cache **alien;
1097                 LIST_HEAD(list);
1098
1099                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1100                 nc = cachep->array[cpu];
1101                 cachep->array[cpu] = NULL;
1102                 n = get_node(cachep, node);
1103
1104                 if (!n)
1105                         goto free_array_cache;
1106
1107                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1108
1109                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
1110                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
1111                 if (nc)
1112                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node, &list);
1113
1114                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1115                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1116                         goto free_array_cache;
1117                 }
1118
1119                 shared = n->shared;
1120                 if (shared) {
1121                         free_block(cachep, shared->entry,
1122                                    shared->avail, node, &list);
1123                         n->shared = NULL;
1124                 }
1125
1126                 alien = n->alien;
1127                 n->alien = NULL;
1128
1129                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1130
1131                 kfree(shared);
1132                 if (alien) {
1133                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1134                         free_alien_cache(alien);
1135                 }
1136 free_array_cache:
1137                 slabs_destroy(cachep, &list);
1138                 kfree(nc);
1139         }
1140         /*
1141          * In the previous loop, all the objects were freed to
1142          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1143          * shrink each nodelist to its limit.
1144          */
1145         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1146                 n = get_node(cachep, node);
1147                 if (!n)
1148                         continue;
1149                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1150         }
1151 }
1152
1153 static int cpuup_prepare(long cpu)
1154 {
1155         struct kmem_cache *cachep;
1156         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1157         int node = cpu_to_mem(cpu);
1158         int err;
1159
1160         /*
1161          * We need to do this right in the beginning since
1162          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1163          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1164          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1165          */
1166         err = init_cache_node_node(node);
1167         if (err < 0)
1168                 goto bad;
1169
1170         /*
1171          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1172          * array caches
1173          */
1174         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1175                 struct array_cache *nc;
1176                 struct array_cache *shared = NULL;
1177                 struct alien_cache **alien = NULL;
1178
1179                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1180                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1181                 if (!nc)
1182                         goto bad;
1183                 if (cachep->shared) {
1184                         shared = alloc_arraycache(node,
1185                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1186                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1187                         if (!shared) {
1188                                 kfree(nc);
1189                                 goto bad;
1190                         }
1191                 }
1192                 if (use_alien_caches) {
1193                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1194                         if (!alien) {
1195                                 kfree(shared);
1196                                 kfree(nc);
1197                                 goto bad;
1198                         }
1199                 }
1200                 cachep->array[cpu] = nc;
1201                 n = get_node(cachep, node);
1202                 BUG_ON(!n);
1203
1204                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1205                 if (!n->shared) {
1206                         /*
1207                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1208                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1209                          */
1210                         n->shared = shared;
1211                         shared = NULL;
1212                 }
1213 #ifdef CONFIG_NUMA
1214                 if (!n->alien) {
1215                         n->alien = alien;
1216                         alien = NULL;
1217                 }
1218 #endif
1219                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1220                 kfree(shared);
1221                 free_alien_cache(alien);
1222         }
1223
1224         return 0;
1225 bad:
1226         cpuup_canceled(cpu);
1227         return -ENOMEM;
1228 }
1229
1230 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1231                                     unsigned long action, void *hcpu)
1232 {
1233         long cpu = (long)hcpu;
1234         int err = 0;
1235
1236         switch (action) {
1237         case CPU_UP_PREPARE:
1238         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1239                 mutex_lock(&slab_mutex);
1240                 err = cpuup_prepare(cpu);
1241                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1242                 break;
1243         case CPU_ONLINE:
1244         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1245                 start_cpu_timer(cpu);
1246                 break;
1247 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1248         case CPU_DOWN_PREPARE:
1249         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1250                 /*
1251                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1252                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1253                  * anything expensive but will only modify reap_work
1254                  * and reschedule the timer.
1255                 */
1256                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1257                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1258                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1259                 break;
1260         case CPU_DOWN_FAILED:
1261         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1262                 start_cpu_timer(cpu);
1263                 break;
1264         case CPU_DEAD:
1265         case CPU_DEAD_FROZEN:
1266                 /*
1267                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1268                  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between
1269                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1270                  * memory from the node of the cpu going down.  The node
1271                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1272                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1273                  */
1274                 /* fall through */
1275 #endif
1276         case CPU_UP_CANCELED:
1277         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1278                 mutex_lock(&slab_mutex);
1279                 cpuup_canceled(cpu);
1280                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1281                 break;
1282         }
1283         return notifier_from_errno(err);
1284 }
1285
1286 static struct notifier_block cpucache_notifier = {
1287         &cpuup_callback, NULL, 0
1288 };
1289
1290 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1291 /*
1292  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1293  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1294  * removed.
1295  *
1296  * Must hold slab_mutex.
1297  */
1298 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1299 {
1300         struct kmem_cache *cachep;
1301         int ret = 0;
1302
1303         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1304                 struct kmem_cache_node *n;
1305
1306                 n = get_node(cachep, node);
1307                 if (!n)
1308                         continue;
1309
1310                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1311
1312                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1313                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1314                         ret = -EBUSY;
1315                         break;
1316                 }
1317         }
1318         return ret;
1319 }
1320
1321 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1322                                         unsigned long action, void *arg)
1323 {
1324         struct memory_notify *mnb = arg;
1325         int ret = 0;
1326         int nid;
1327
1328         nid = mnb->status_change_nid;
1329         if (nid < 0)
1330                 goto out;
1331
1332         switch (action) {
1333         case MEM_GOING_ONLINE:
1334                 mutex_lock(&slab_mutex);
1335                 ret = init_cache_node_node(nid);
1336                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1337                 break;
1338         case MEM_GOING_OFFLINE:
1339                 mutex_lock(&slab_mutex);
1340                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1341                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1342                 break;
1343         case MEM_ONLINE:
1344         case MEM_OFFLINE:
1345         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1346         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1347                 break;
1348         }
1349 out:
1350         return notifier_from_errno(ret);
1351 }
1352 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1353
1354 /*
1355  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1356  */
1357 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1358                                 int nodeid)
1359 {
1360         struct kmem_cache_node *ptr;
1361
1362         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1363         BUG_ON(!ptr);
1364
1365         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1366         /*
1367          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1368          */
1369         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1370
1371         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1372         cachep->node[nodeid] = ptr;
1373 }
1374
1375 /*
1376  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1377  * size of kmem_cache_node.
1378  */
1379 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1380 {
1381         int node;
1382
1383         for_each_online_node(node) {
1384                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1385                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1386                     REAPTIMEOUT_NODE +
1387                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1388         }
1389 }
1390
1391 /*
1392  * The memory after the last cpu cache pointer is used for the
1393  * the node pointer.
1394  */
1395 static void setup_node_pointer(struct kmem_cache *cachep)
1396 {
1397         cachep->node = (struct kmem_cache_node **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
1398 }
1399
1400 /*
1401  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1402  * before smp_init().
1403  */
1404 void __init kmem_cache_init(void)
1405 {
1406         int i;
1407
1408         BUILD_BUG_ON(sizeof(((struct page *)NULL)->lru) <
1409                                         sizeof(struct rcu_head));
1410         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1411         setup_node_pointer(kmem_cache);
1412
1413         if (num_possible_nodes() == 1)
1414                 use_alien_caches = 0;
1415
1416         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1417                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1418
1419         set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1420
1421         /*
1422          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1423          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1424          * not overridden on the command line.
1425          */
1426         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1427                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1428
1429         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1430          * from caches that do not exist yet:
1431          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1432          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1433          *    kmem_cache is statically allocated.
1434          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1435          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1436          *    array at the end of the bootstrap.
1437          * 2) Create the first kmalloc cache.
1438          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1439          *    An __init data area is used for the head array.
1440          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1441          *    head arrays.
1442          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1443          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1444          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1445          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1446          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1447          */
1448
1449         /* 1) create the kmem_cache */
1450
1451         /*
1452          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1453          */
1454         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1455                 offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1456                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1457                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1458         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1459
1460         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1461
1462         /*
1463          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1464          * kmem_cache_node structures first.  Without this, further allocations will
1465          * bug.
1466          */
1467
1468         kmalloc_caches[INDEX_AC] = create_kmalloc_cache("kmalloc-ac",
1469                                         kmalloc_size(INDEX_AC), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1470
1471         if (INDEX_AC != INDEX_NODE)
1472                 kmalloc_caches[INDEX_NODE] =
1473                         create_kmalloc_cache("kmalloc-node",
1474                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1475
1476         slab_early_init = 0;
1477
1478         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1479         {
1480                 struct array_cache *ptr;
1481
1482                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1483
1484                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmem_cache),
1485                        sizeof(struct arraycache_init));
1486
1487                 kmem_cache->array[smp_processor_id()] = ptr;
1488
1489                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1490
1491                 BUG_ON(cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC])
1492                        != &initarray_generic.cache);
1493                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC]),
1494                        sizeof(struct arraycache_init));
1495
1496                 kmalloc_caches[INDEX_AC]->array[smp_processor_id()] = ptr;
1497         }
1498         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1499         {
1500                 int nid;
1501
1502                 for_each_online_node(nid) {
1503                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1504
1505                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_AC],
1506                                   &init_kmem_cache_node[SIZE_AC + nid], nid);
1507
1508                         if (INDEX_AC != INDEX_NODE) {
1509                                 init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1510                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1511                         }
1512                 }
1513         }
1514
1515         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1516 }
1517
1518 void __init kmem_cache_init_late(void)
1519 {
1520         struct kmem_cache *cachep;
1521
1522         slab_state = UP;
1523
1524         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1525         mutex_lock(&slab_mutex);
1526         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1527                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1528                         BUG();
1529         mutex_unlock(&slab_mutex);
1530
1531         /* Done! */
1532         slab_state = FULL;
1533
1534         /*
1535          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1536          * cpu_cache_get for all new cpus
1537          */
1538         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1539
1540 #ifdef CONFIG_NUMA
1541         /*
1542          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1543          * node.
1544          */
1545         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1546 #endif
1547
1548         /*
1549          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1550          * of the kernel is not yet operational.
1551          */
1552 }
1553
1554 static int __init cpucache_init(void)
1555 {
1556         int cpu;
1557
1558         /*
1559          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1560          */
1561         for_each_online_cpu(cpu)
1562                 start_cpu_timer(cpu);
1563
1564         /* Done! */
1565         slab_state = FULL;
1566         return 0;
1567 }
1568 __initcall(cpucache_init);
1569
1570 static noinline void
1571 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1572 {
1573 #if DEBUG
1574         struct kmem_cache_node *n;
1575         struct page *page;
1576         unsigned long flags;
1577         int node;
1578         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1579                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1580
1581         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1582                 return;
1583
1584         printk(KERN_WARNING
1585                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1586                 nodeid, gfpflags);
1587         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1588                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1589
1590         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1591                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1592                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1593
1594                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1595                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
1596                         active_objs += cachep->num;
1597                         active_slabs++;
1598                 }
1599                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
1600                         active_objs += page->active;
1601                         active_slabs++;
1602                 }
1603                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
1604                         num_slabs++;
1605
1606                 free_objects += n->free_objects;
1607                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1608
1609                 num_slabs += active_slabs;
1610                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1611                 printk(KERN_WARNING
1612                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1613                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1614                         free_objects);
1615         }
1616 #endif
1617 }
1618
1619 /*
1620  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1621  * kmem_cache_node ->list_lock.
1622  *
1623  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1624  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1625  * would be relatively rare and ignorable.
1626  */
1627 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1628                                                                 int nodeid)
1629 {
1630         struct page *page;
1631         int nr_pages;
1632
1633         flags |= cachep->allocflags;
1634         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1635                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1636
1637         if (memcg_charge_slab(cachep, flags, cachep->gfporder))
1638                 return NULL;
1639
1640         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1641         if (!page) {
1642                 memcg_uncharge_slab(cachep, cachep->gfporder);
1643                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1644                 return NULL;
1645         }
1646
1647         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1648         if (unlikely(page->pfmemalloc))
1649                 pfmemalloc_active = true;
1650
1651         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1652         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1653                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1654                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1655         else
1656                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1657                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1658         __SetPageSlab(page);
1659         if (page->pfmemalloc)
1660                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1661
1662         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1663                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1664
1665                 if (cachep->ctor)
1666                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1667                 else
1668                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1669         }
1670
1671         return page;
1672 }
1673
1674 /*
1675  * Interface to system's page release.
1676  */
1677 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1678 {
1679         const unsigned long nr_freed = (1 << cachep->gfporder);
1680
1681         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1682
1683         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1684                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1685                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1686         else
1687                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1688                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1689
1690         BUG_ON(!PageSlab(page));
1691         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1692         __ClearPageSlab(page);
1693         page_mapcount_reset(page);
1694         page->mapping = NULL;
1695
1696         if (current->reclaim_state)
1697                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1698         __free_pages(page, cachep->gfporder);
1699         memcg_uncharge_slab(cachep, cachep->gfporder);
1700 }
1701
1702 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1703 {
1704         struct kmem_cache *cachep;
1705         struct page *page;
1706
1707         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1708         cachep = page->slab_cache;
1709
1710         kmem_freepages(cachep, page);
1711 }
1712
1713 #if DEBUG
1714
1715 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1716 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1717                             unsigned long caller)
1718 {
1719         int size = cachep->object_size;
1720
1721         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1722
1723         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1724                 return;
1725
1726         *addr++ = 0x12345678;
1727         *addr++ = caller;
1728         *addr++ = smp_processor_id();
1729         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1730         {
1731                 unsigned long *sptr = &caller;
1732                 unsigned long svalue;
1733
1734                 while (!kstack_end(sptr)) {
1735                         svalue = *sptr++;
1736                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1737                                 *addr++ = svalue;
1738                                 size -= sizeof(unsigned long);
1739                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1740                                         break;
1741                         }
1742                 }
1743
1744         }
1745         *addr++ = 0x87654321;
1746 }
1747 #endif
1748
1749 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1750 {
1751         int size = cachep->object_size;
1752         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1753
1754         memset(addr, val, size);
1755         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1756 }
1757
1758 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1759 {
1760         int i;
1761         unsigned char error = 0;
1762         int bad_count = 0;
1763
1764         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1765         for (i = 0; i < limit; i++) {
1766                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1767                         error = data[offset + i];
1768                         bad_count++;
1769                 }
1770         }
1771         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1772                         &data[offset], limit, 1);
1773
1774         if (bad_count == 1) {
1775                 error ^= POISON_FREE;
1776                 if (!(error & (error - 1))) {
1777                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1778                                         "bad RAM.\n");
1779 #ifdef CONFIG_X86
1780                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1781                                         "test tool.\n");
1782 #else
1783                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1784 #endif
1785                 }
1786         }
1787 }
1788 #endif
1789
1790 #if DEBUG
1791
1792 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1793 {
1794         int i, size;
1795         char *realobj;
1796
1797         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1798                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1799                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1800                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1801         }
1802
1803         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1804                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1805                        *dbg_userword(cachep, objp),
1806                        *dbg_userword(cachep, objp));
1807         }
1808         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1809         size = cachep->object_size;
1810         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1811                 int limit;
1812                 limit = 16;
1813                 if (i + limit > size)
1814                         limit = size - i;
1815                 dump_line(realobj, i, limit);
1816         }
1817 }
1818
1819 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1820 {
1821         char *realobj;
1822         int size, i;
1823         int lines = 0;
1824
1825         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1826         size = cachep->object_size;
1827
1828         for (i = 0; i < size; i++) {
1829                 char exp = POISON_FREE;
1830                 if (i == size - 1)
1831                         exp = POISON_END;
1832                 if (realobj[i] != exp) {
1833                         int limit;
1834                         /* Mismatch ! */
1835                         /* Print header */
1836                         if (lines == 0) {
1837                                 printk(KERN_ERR
1838                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1839                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
1840                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1841                         }
1842                         /* Hexdump the affected line */
1843                         i = (i / 16) * 16;
1844                         limit = 16;
1845                         if (i + limit > size)
1846                                 limit = size - i;
1847                         dump_line(realobj, i, limit);
1848                         i += 16;
1849                         lines++;
1850                         /* Limit to 5 lines */
1851                         if (lines > 5)
1852                                 break;
1853                 }
1854         }
1855         if (lines != 0) {
1856                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1857                  * exist:
1858                  */
1859                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1860                 unsigned int objnr;
1861
1862                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1863                 if (objnr) {
1864                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1865                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1866                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1867                                realobj, size);
1868                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1869                 }
1870                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1871                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1872                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1873                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1874                                realobj, size);
1875                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1876                 }
1877         }
1878 }
1879 #endif
1880
1881 #if DEBUG
1882 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1883                                                 struct page *page)
1884 {
1885         int i;
1886         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1887                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1888
1889                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1890 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1891                         if (cachep->size % PAGE_SIZE == 0 &&
1892                                         OFF_SLAB(cachep))
1893                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1894                                         cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
1895                         else
1896                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1897 #else
1898                         check_poison_obj(cachep, objp);
1899 #endif
1900                 }
1901                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1902                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1903                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1904                                            "was overwritten");
1905                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1906                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1907                                            "was overwritten");
1908                 }
1909         }
1910 }
1911 #else
1912 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1913                                                 struct page *page)
1914 {
1915 }
1916 #endif
1917
1918 /**
1919  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1920  * @cachep: cache pointer being destroyed
1921  * @page: page pointer being destroyed
1922  *
1923  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1924  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1925  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1926  */
1927 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1928 {
1929         void *freelist;
1930
1931         freelist = page->freelist;
1932         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1933         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1934                 struct rcu_head *head;
1935
1936                 /*
1937                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU.
1938                  * slab_page has been overloeaded over the LRU,
1939                  * however it is not used from now on so that
1940                  * we can use it safely.
1941                  */
1942                 head = (void *)&page->rcu_head;
1943                 call_rcu(head, kmem_rcu_free);
1944
1945         } else {
1946                 kmem_freepages(cachep, page);
1947         }
1948
1949         /*
1950          * From now on, we don't use freelist
1951          * although actual page can be freed in rcu context
1952          */
1953         if (OFF_SLAB(cachep))
1954                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1955 }
1956
1957 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1958 {
1959         struct page *page, *n;
1960
1961         list_for_each_entry_safe(page, n, list, lru) {
1962                 list_del(&page->lru);
1963                 slab_destroy(cachep, page);
1964         }
1965 }
1966
1967 /**
1968  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1969  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1970  * @size: size of objects to be created in this cache.
1971  * @align: required alignment for the objects.
1972  * @flags: slab allocation flags
1973  *
1974  * Also calculates the number of objects per slab.
1975  *
1976  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1977  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1978  * towards high-order requests, this should be changed.
1979  */
1980 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1981                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1982 {
1983         unsigned long offslab_limit;
1984         size_t left_over = 0;
1985         int gfporder;
1986
1987         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1988                 unsigned int num;
1989                 size_t remainder;
1990
1991                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1992                 if (!num)
1993                         continue;
1994
1995                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1996                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1997                         break;
1998
1999                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2000                         size_t freelist_size_per_obj = sizeof(freelist_idx_t);
2001                         /*
2002                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2003                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2004                          * looping condition in cache_grow().
2005                          */
2006                         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK))
2007                                 freelist_size_per_obj += sizeof(char);
2008                         offslab_limit = size;
2009                         offslab_limit /= freelist_size_per_obj;
2010
2011                         if (num > offslab_limit)
2012                                 break;
2013                 }
2014
2015                 /* Found something acceptable - save it away */
2016                 cachep->num = num;
2017                 cachep->gfporder = gfporder;
2018                 left_over = remainder;
2019
2020                 /*
2021                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2022                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2023                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2024                  */
2025                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2026                         break;
2027
2028                 /*
2029                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2030                  * currently bad for the gfp()s.
2031                  */
2032                 if (gfporder >= slab_max_order)
2033                         break;
2034
2035                 /*
2036                  * Acceptable internal fragmentation?
2037                  */
2038                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2039                         break;
2040         }
2041         return left_over;
2042 }
2043
2044 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2045 {
2046         if (slab_state >= FULL)
2047                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2048
2049         if (slab_state == DOWN) {
2050                 /*
2051                  * Note: Creation of first cache (kmem_cache).
2052                  * The setup_node is taken care
2053                  * of by the caller of __kmem_cache_create
2054                  */
2055                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2056                 slab_state = PARTIAL;
2057         } else if (slab_state == PARTIAL) {
2058                 /*
2059                  * Note: the second kmem_cache_create must create the cache
2060                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2061                  * further caches will BUG().
2062                  */
2063                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2064
2065                 /*
2066                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_cache_node)) is
2067                  * the second cache, then we need to set up all its node/,
2068                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2069                  */
2070                 set_up_node(cachep, SIZE_AC);
2071                 if (INDEX_AC == INDEX_NODE)
2072                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2073                 else
2074                         slab_state = PARTIAL_ARRAYCACHE;
2075         } else {
2076                 /* Remaining boot caches */
2077                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2078                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2079
2080                 if (slab_state == PARTIAL_ARRAYCACHE) {
2081                         set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
2082                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2083                 } else {
2084                         int node;
2085                         for_each_online_node(node) {
2086                                 cachep->node[node] =
2087                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node),
2088                                                 gfp, node);
2089                                 BUG_ON(!cachep->node[node]);
2090                                 kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
2091                         }
2092                 }
2093         }
2094         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
2095                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
2096                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
2097
2098         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2099         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2100         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2101         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2102         cachep->batchcount = 1;
2103         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2104         return 0;
2105 }
2106
2107 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
2108         unsigned long flags, const char *name,
2109         void (*ctor)(void *))
2110 {
2111         return flags;
2112 }
2113
2114 struct kmem_cache *
2115 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
2116                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
2117 {
2118         struct kmem_cache *cachep;
2119
2120         cachep = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
2121         if (cachep) {
2122                 cachep->refcount++;
2123
2124                 /*
2125                  * Adjust the object sizes so that we clear
2126                  * the complete object on kzalloc.
2127                  */
2128                 cachep->object_size = max_t(int, cachep->object_size, size);
2129         }
2130         return cachep;
2131 }
2132
2133 /**
2134  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2135  * @cachep: cache management descriptor
2136  * @flags: SLAB flags
2137  *
2138  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2139  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2140  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2141  *
2142  * The flags are
2143  *
2144  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2145  * to catch references to uninitialised memory.
2146  *
2147  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2148  * for buffer overruns.
2149  *
2150  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2151  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2152  * as davem.
2153  */
2154 int
2155 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2156 {
2157         size_t left_over, freelist_size;
2158         size_t ralign = BYTES_PER_WORD;
2159         gfp_t gfp;
2160         int err;
2161         size_t size = cachep->size;
2162
2163 #if DEBUG
2164 #if FORCED_DEBUG
2165         /*
2166          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2167          * large objects, if the increased size would increase the object size
2168          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2169          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2170          */
2171         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2172                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2173                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2174         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2175                 flags |= SLAB_POISON;
2176 #endif
2177         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2178                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2179 #endif
2180
2181         /*
2182          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2183          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2184          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2185          */
2186         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2187                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2188                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2189         }
2190
2191         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2192                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2193                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2194                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2195                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2196                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2197         }
2198
2199         /* 3) caller mandated alignment */
2200         if (ralign < cachep->align) {
2201                 ralign = cachep->align;
2202         }
2203         /* disable debug if necessary */
2204         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2205                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2206         /*
2207          * 4) Store it.
2208          */
2209         cachep->align = ralign;
2210
2211         if (slab_is_available())
2212                 gfp = GFP_KERNEL;
2213         else
2214                 gfp = GFP_NOWAIT;
2215
2216         setup_node_pointer(cachep);
2217 #if DEBUG
2218
2219         /*
2220          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2221          * into align above.
2222          */
2223         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2224                 /* add space for red zone words */
2225                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2226                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2227         }
2228         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2229                 /* user store requires one word storage behind the end of
2230                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2231                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2232                  */
2233                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2234                         size += REDZONE_ALIGN;
2235                 else
2236                         size += BYTES_PER_WORD;
2237         }
2238 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2239         if (size >= kmalloc_size(INDEX_NODE + 1)
2240             && cachep->object_size > cache_line_size()
2241             && ALIGN(size, cachep->align) < PAGE_SIZE) {
2242                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, cachep->align);
2243                 size = PAGE_SIZE;
2244         }
2245 #endif
2246 #endif
2247
2248         /*
2249          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2250          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2251          * it too early on. Always use on-slab management when
2252          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2253          */
2254         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 5)) && !slab_early_init &&
2255             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2256                 /*
2257                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2258                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2259                  */
2260                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2261
2262         size = ALIGN(size, cachep->align);
2263         /*
2264          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2265          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2266          */
2267         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2268                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2269
2270         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, cachep->align, flags);
2271
2272         if (!cachep->num)
2273                 return -E2BIG;
2274
2275         freelist_size = calculate_freelist_size(cachep->num, cachep->align);
2276
2277         /*
2278          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2279          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2280          */
2281         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= freelist_size) {
2282                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2283                 left_over -= freelist_size;
2284         }
2285
2286         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2287                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2288                 freelist_size = calculate_freelist_size(cachep->num, 0);
2289
2290 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2291                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2292                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2293                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2294                  */
2295                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2296                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2297 #endif
2298         }
2299
2300         cachep->colour_off = cache_line_size();
2301         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2302         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2303                 cachep->colour_off = cachep->align;
2304         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2305         cachep->freelist_size = freelist_size;
2306         cachep->flags = flags;
2307         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2308         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2309                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2310         cachep->size = size;
2311         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2312
2313         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2314                 cachep->freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
2315                 /*
2316                  * This is a possibility for one of the kmalloc_{dma,}_caches.
2317                  * But since we go off slab only for object size greater than
2318                  * PAGE_SIZE/8, and kmalloc_{dma,}_caches get created
2319                  * in ascending order,this should not happen at all.
2320                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2321                  */
2322                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->freelist_cache));
2323         }
2324
2325         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2326         if (err) {
2327                 __kmem_cache_shutdown(cachep);
2328                 return err;
2329         }
2330
2331         return 0;
2332 }
2333
2334 #if DEBUG
2335 static void check_irq_off(void)
2336 {
2337         BUG_ON(!irqs_disabled());
2338 }
2339
2340 static void check_irq_on(void)
2341 {
2342         BUG_ON(irqs_disabled());
2343 }
2344
2345 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2346 {
2347 #ifdef CONFIG_SMP
2348         check_irq_off();
2349         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2350 #endif
2351 }
2352
2353 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2354 {
2355 #ifdef CONFIG_SMP
2356         check_irq_off();
2357         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2358 #endif
2359 }
2360
2361 #else
2362 #define check_irq_off() do { } while(0)
2363 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2364 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2365 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2366 #endif
2367
2368 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
2369                         struct array_cache *ac,
2370                         int force, int node);
2371
2372 static void do_drain(void *arg)
2373 {
2374         struct kmem_cache *cachep = arg;
2375         struct array_cache *ac;
2376         int node = numa_mem_id();
2377         struct kmem_cache_node *n;
2378         LIST_HEAD(list);
2379
2380         check_irq_off();
2381         ac = cpu_cache_get(cachep);
2382         n = get_node(cachep, node);
2383         spin_lock(&n->list_lock);
2384         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2385         spin_unlock(&n->list_lock);
2386         slabs_destroy(cachep, &list);
2387         ac->avail = 0;
2388 }
2389
2390 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2391 {
2392         struct kmem_cache_node *n;
2393         int node;
2394
2395         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2396         check_irq_on();
2397         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2398                 if (n->alien)
2399                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2400
2401         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2402                 drain_array(cachep, n, n->shared, 1, node);
2403 }
2404
2405 /*
2406  * Remove slabs from the list of free slabs.
2407  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2408  *
2409  * Returns the actual number of slabs released.
2410  */
2411 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2412                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2413 {
2414         struct list_head *p;
2415         int nr_freed;
2416         struct page *page;
2417
2418         nr_freed = 0;
2419         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2420
2421                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2422                 p = n->slabs_free.prev;
2423                 if (p == &n->slabs_free) {
2424                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2425                         goto out;
2426                 }
2427
2428                 page = list_entry(p, struct page, lru);
2429 #if DEBUG
2430                 BUG_ON(page->active);
2431 #endif
2432                 list_del(&page->lru);
2433                 /*
2434                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2435                  * to the cache.
2436                  */
2437                 n->free_objects -= cache->num;
2438                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2439                 slab_destroy(cache, page);
2440                 nr_freed++;
2441         }
2442 out:
2443         return nr_freed;
2444 }
2445
2446 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2447 {
2448         int ret = 0;
2449         int node;
2450         struct kmem_cache_node *n;
2451
2452         drain_cpu_caches(cachep);
2453
2454         check_irq_on();
2455         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2456                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
2457
2458                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2459                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2460         }
2461         return (ret ? 1 : 0);
2462 }
2463
2464 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2465 {
2466         int i;
2467         struct kmem_cache_node *n;
2468         int rc = __kmem_cache_shrink(cachep);
2469
2470         if (rc)
2471                 return rc;
2472
2473         for_each_online_cpu(i)
2474             kfree(cachep->array[i]);
2475
2476         /* NUMA: free the node structures */
2477         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2478                 kfree(n->shared);
2479                 free_alien_cache(n->alien);
2480                 kfree(n);
2481                 cachep->node[i] = NULL;
2482         }
2483         return 0;
2484 }
2485
2486 /*
2487  * Get the memory for a slab management obj.
2488  *
2489  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2490  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2491  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2492  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2493  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2494  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2495  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2496  *
2497  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2498  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2499  */
2500 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2501                                    struct page *page, int colour_off,
2502                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2503 {
2504         void *freelist;
2505         void *addr = page_address(page);
2506
2507         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2508                 /* Slab management obj is off-slab. */
2509                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2510                                               local_flags, nodeid);
2511                 if (!freelist)
2512                         return NULL;
2513         } else {
2514                 freelist = addr + colour_off;
2515                 colour_off += cachep->freelist_size;
2516         }
2517         page->active = 0;
2518         page->s_mem = addr + colour_off;
2519         return freelist;
2520 }
2521
2522 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2523 {
2524         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2525 }
2526
2527 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2528                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2529 {
2530         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2531 }
2532
2533 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2534                             struct page *page)
2535 {
2536         int i;
2537
2538         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2539                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2540 #if DEBUG
2541                 /* need to poison the objs? */
2542                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2543                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2544                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2545                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2546
2547                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2548                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2549                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2550                 }
2551                 /*
2552                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2553                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2554                  * They must also be threaded.
2555                  */
2556                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2557                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2558
2559                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2560                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2561                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2562                                            " end of an object");
2563                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2564                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2565                                            " start of an object");
2566                 }
2567                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2568                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2569                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2570                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2571 #else
2572                 if (cachep->ctor)
2573                         cachep->ctor(objp);
2574 #endif
2575                 set_obj_status(page, i, OBJECT_FREE);
2576                 set_free_obj(page, i, i);
2577         }
2578 }
2579
2580 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2581 {
2582         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2583                 if (flags & GFP_DMA)
2584                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2585                 else
2586                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2587         }
2588 }
2589
2590 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page,
2591                                 int nodeid)
2592 {
2593         void *objp;
2594
2595         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2596         page->active++;
2597 #if DEBUG
2598         WARN_ON(page_to_nid(virt_to_page(objp)) != nodeid);
2599 #endif
2600
2601         return objp;
2602 }
2603
2604 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page,
2605                                 void *objp, int nodeid)
2606 {
2607         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2608 #if DEBUG
2609         unsigned int i;
2610
2611         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2612         WARN_ON(page_to_nid(virt_to_page(objp)) != nodeid);
2613
2614         /* Verify double free bug */
2615         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2616                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2617                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2618                                         "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2619                         BUG();
2620                 }
2621         }
2622 #endif
2623         page->active--;
2624         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2625 }
2626
2627 /*
2628  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2629  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2630  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2631  */
2632 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2633                            void *freelist)
2634 {
2635         page->slab_cache = cache;
2636         page->freelist = freelist;
2637 }
2638
2639 /*
2640  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2641  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2642  */
2643 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2644                 gfp_t flags, int nodeid, struct page *page)
2645 {
2646         void *freelist;
2647         size_t offset;
2648         gfp_t local_flags;
2649         struct kmem_cache_node *n;
2650
2651         /*
2652          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2653          * critical path in kmem_cache_alloc().
2654          */
2655         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2656         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2657
2658         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2659         check_irq_off();
2660         n = get_node(cachep, nodeid);
2661         spin_lock(&n->list_lock);
2662
2663         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2664         offset = n->colour_next;
2665         n->colour_next++;
2666         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2667                 n->colour_next = 0;
2668         spin_unlock(&n->list_lock);
2669
2670         offset *= cachep->colour_off;
2671
2672         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2673                 local_irq_enable();
2674
2675         /*
2676          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2677          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2678          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2679          * will eventually be caught here (where it matters).
2680          */
2681         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2682
2683         /*
2684          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2685          * 'nodeid'.
2686          */
2687         if (!page)
2688                 page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2689         if (!page)
2690                 goto failed;
2691
2692         /* Get slab management. */
2693         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2694                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2695         if (!freelist)
2696                 goto opps1;
2697
2698         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2699
2700         cache_init_objs(cachep, page);
2701
2702         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2703                 local_irq_disable();
2704         check_irq_off();
2705         spin_lock(&n->list_lock);
2706
2707         /* Make slab active. */
2708         list_add_tail(&page->lru, &(n->slabs_free));
2709         STATS_INC_GROWN(cachep);
2710         n->free_objects += cachep->num;
2711         spin_unlock(&n->list_lock);
2712         return 1;
2713 opps1:
2714         kmem_freepages(cachep, page);
2715 failed:
2716         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2717                 local_irq_disable();
2718         return 0;
2719 }
2720
2721 #if DEBUG
2722
2723 /*
2724  * Perform extra freeing checks:
2725  * - detect bad pointers.
2726  * - POISON/RED_ZONE checking
2727  */
2728 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2729 {
2730         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2731                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2732                        (unsigned long)objp);
2733                 BUG();
2734         }
2735 }
2736
2737 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2738 {
2739         unsigned long long redzone1, redzone2;
2740
2741         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2742         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2743
2744         /*
2745          * Redzone is ok.
2746          */
2747         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2748                 return;
2749
2750         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2751                 slab_error(cache, "double free detected");
2752         else
2753                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2754
2755         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2756                         obj, redzone1, redzone2);
2757 }
2758
2759 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2760                                    unsigned long caller)
2761 {
2762         unsigned int objnr;
2763         struct page *page;
2764
2765         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2766
2767         objp -= obj_offset(cachep);
2768         kfree_debugcheck(objp);
2769         page = virt_to_head_page(objp);
2770
2771         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2772                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2773                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2774                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2775         }
2776         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2777                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2778
2779         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2780
2781         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2782         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2783
2784         set_obj_status(page, objnr, OBJECT_FREE);
2785         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2786 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2787                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2788                         store_stackinfo(cachep, objp, caller);
2789                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2790                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2791                 } else {
2792                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2793                 }
2794 #else
2795                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2796 #endif
2797         }
2798         return objp;
2799 }
2800
2801 #else
2802 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2803 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2804 #endif
2805
2806 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2807                                                         bool force_refill)
2808 {
2809         int batchcount;
2810         struct kmem_cache_node *n;
2811         struct array_cache *ac;
2812         int node;
2813
2814         check_irq_off();
2815         node = numa_mem_id();
2816         if (unlikely(force_refill))
2817                 goto force_grow;
2818 retry:
2819         ac = cpu_cache_get(cachep);
2820         batchcount = ac->batchcount;
2821         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2822                 /*
2823                  * If there was little recent activity on this cache, then
2824                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2825                  * refill bouncing.
2826                  */
2827                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2828         }
2829         n = get_node(cachep, node);
2830
2831         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2832         spin_lock(&n->list_lock);
2833
2834         /* See if we can refill from the shared array */
2835         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2836                 n->shared->touched = 1;
2837                 goto alloc_done;
2838         }
2839
2840         while (batchcount > 0) {
2841                 struct list_head *entry;
2842                 struct page *page;
2843                 /* Get slab alloc is to come from. */
2844                 entry = n->slabs_partial.next;
2845                 if (entry == &n->slabs_partial) {
2846                         n->free_touched = 1;
2847                         entry = n->slabs_free.next;
2848                         if (entry == &n->slabs_free)
2849                                 goto must_grow;
2850                 }
2851
2852                 page = list_entry(entry, struct page, lru);
2853                 check_spinlock_acquired(cachep);
2854
2855                 /*
2856                  * The slab was either on partial or free list so
2857                  * there must be at least one object available for
2858                  * allocation.
2859                  */
2860                 BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2861
2862                 while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2863                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2864                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2865                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2866
2867                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, page,
2868                                                                         node));
2869                 }
2870
2871                 /* move slabp to correct slabp list: */
2872                 list_del(&page->lru);
2873                 if (page->active == cachep->num)
2874                         list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
2875                 else
2876                         list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
2877         }
2878
2879 must_grow:
2880         n->free_objects -= ac->avail;
2881 alloc_done:
2882         spin_unlock(&n->list_lock);
2883
2884         if (unlikely(!ac->avail)) {
2885                 int x;
2886 force_grow:
2887                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
2888
2889                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2890                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2891                 node = numa_mem_id();
2892
2893                 /* no objects in sight? abort */
2894                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
2895                         return NULL;
2896
2897                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2898                         goto retry;
2899         }
2900         ac->touched = 1;
2901
2902         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
2903 }
2904
2905 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2906                                                 gfp_t flags)
2907 {
2908         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2909 #if DEBUG
2910         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2911 #endif
2912 }
2913
2914 #if DEBUG
2915 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2916                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
2917 {
2918         struct page *page;
2919
2920         if (!objp)
2921                 return objp;
2922         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2923 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2924                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2925                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2926                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
2927                 else
2928                         check_poison_obj(cachep, objp);
2929 #else
2930                 check_poison_obj(cachep, objp);
2931 #endif
2932                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2933         }
2934         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2935                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2936
2937         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2938                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2939                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2940                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2941                                                 " object was overwritten");
2942                         printk(KERN_ERR
2943                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2944                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2945                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2946                 }
2947                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2948                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2949         }
2950
2951         page = virt_to_head_page(objp);
2952         set_obj_status(page, obj_to_index(cachep, page, objp), OBJECT_ACTIVE);
2953         objp += obj_offset(cachep);
2954         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
2955                 cachep->ctor(objp);
2956         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
2957             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
2958                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
2959                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
2960         }
2961         return objp;
2962 }
2963 #else
2964 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2965 #endif
2966
2967 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2968 {
2969         if (unlikely(cachep == kmem_cache))
2970                 return false;
2971
2972         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
2973 }
2974
2975 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2976 {
2977         void *objp;
2978         struct array_cache *ac;
2979         bool force_refill = false;
2980
2981         check_irq_off();
2982
2983         ac = cpu_cache_get(cachep);
2984         if (likely(ac->avail)) {
2985                 ac->touched = 1;
2986                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
2987
2988                 /*
2989                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
2990                  * by the current flags
2991                  */
2992                 if (objp) {
2993                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2994                         goto out;
2995                 }
2996                 force_refill = true;
2997         }
2998
2999         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3000         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
3001         /*
3002          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3003          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3004          */
3005         ac = cpu_cache_get(cachep);
3006
3007 out:
3008         /*
3009          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3010          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3011          * treat the array pointers as a reference to the object.
3012          */
3013         if (objp)
3014                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3015         return objp;
3016 }
3017
3018 #ifdef CONFIG_NUMA
3019 /*
3020  * Try allocating on another node if PFA_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
3021  *
3022  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3023  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3024  */
3025 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3026 {
3027         int nid_alloc, nid_here;
3028
3029         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3030                 return NULL;
3031         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3032         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3033                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3034         else if (current->mempolicy)
3035                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
3036         if (nid_alloc != nid_here)
3037                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3038         return NULL;
3039 }
3040
3041 /*
3042  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3043  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3044  * available node for available objects. If that fails then we
3045  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3046  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3047  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3048  */
3049 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3050 {
3051         struct zonelist *zonelist;
3052         gfp_t local_flags;
3053         struct zoneref *z;
3054         struct zone *zone;
3055         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3056         void *obj = NULL;
3057         int nid;
3058         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3059
3060         if (flags & __GFP_THISNODE)
3061                 return NULL;
3062
3063         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3064
3065 retry_cpuset:
3066         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3067         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3068
3069 retry:
3070         /*
3071          * Look through allowed nodes for objects available
3072          * from existing per node queues.
3073          */
3074         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3075                 nid = zone_to_nid(zone);
3076
3077                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3078                         get_node(cache, nid) &&
3079                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3080                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3081                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3082                                 if (obj)
3083                                         break;
3084                 }
3085         }
3086
3087         if (!obj) {
3088                 /*
3089                  * This allocation will be performed within the constraints
3090                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3091                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3092                  * set and go into memory reserves if necessary.
3093                  */
3094                 struct page *page;
3095
3096                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3097                         local_irq_enable();
3098                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3099                 page = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3100                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3101                         local_irq_disable();
3102                 if (page) {
3103                         /*
3104                          * Insert into the appropriate per node queues
3105                          */
3106                         nid = page_to_nid(page);
3107                         if (cache_grow(cache, flags, nid, page)) {
3108                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3109                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3110                                 if (!obj)
3111                                         /*
3112                                          * Another processor may allocate the
3113                                          * objects in the slab since we are
3114                                          * not holding any locks.
3115                                          */
3116                                         goto retry;
3117                         } else {
3118                                 /* cache_grow already freed obj */
3119                                 obj = NULL;
3120                         }
3121                 }
3122         }
3123
3124         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3125                 goto retry_cpuset;
3126         return obj;
3127 }
3128
3129 /*
3130  * A interface to enable slab creation on nodeid
3131  */
3132 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3133                                 int nodeid)
3134 {
3135         struct list_head *entry;
3136         struct page *page;
3137         struct kmem_cache_node *n;
3138         void *obj;
3139         int x;
3140
3141         VM_BUG_ON(nodeid > num_online_nodes());
3142         n = get_node(cachep, nodeid);
3143         BUG_ON(!n);
3144
3145 retry:
3146         check_irq_off();
3147         spin_lock(&n->list_lock);
3148         entry = n->slabs_partial.next;
3149         if (entry == &n->slabs_partial) {
3150                 n->free_touched = 1;
3151                 entry = n->slabs_free.next;
3152                 if (entry == &n->slabs_free)
3153                         goto must_grow;
3154         }
3155
3156         page = list_entry(entry, struct page, lru);
3157         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3158
3159         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3160         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3161         STATS_SET_HIGH(cachep);
3162
3163         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3164
3165         obj = slab_get_obj(cachep, page, nodeid);
3166         n->free_objects--;
3167         /* move slabp to correct slabp list: */
3168         list_del(&page->lru);
3169
3170         if (page->active == cachep->num)
3171                 list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
3172         else
3173                 list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
3174
3175         spin_unlock(&n->list_lock);
3176         goto done;
3177
3178 must_grow:
3179         spin_unlock(&n->list_lock);
3180         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3181         if (x)
3182                 goto retry;
3183
3184         return fallback_alloc(cachep, flags);
3185
3186 done:
3187         return obj;
3188 }
3189
3190 static __always_inline void *
3191 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3192                    unsigned long caller)
3193 {
3194         unsigned long save_flags;
3195         void *ptr;
3196         int slab_node = numa_mem_id();
3197
3198         flags &= gfp_allowed_mask;
3199
3200         lockdep_trace_alloc(flags);
3201
3202         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3203                 return NULL;
3204
3205         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3206
3207         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3208         local_irq_save(save_flags);
3209
3210         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3211                 nodeid = slab_node;
3212
3213         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3214                 /* Node not bootstrapped yet */
3215                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3216                 goto out;
3217         }
3218
3219         if (nodeid == slab_node) {
3220                 /*
3221                  * Use the locally cached objects if possible.
3222                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3223                  * to other nodes. It may fail while we still have
3224                  * objects on other nodes available.
3225                  */
3226                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3227                 if (ptr)
3228                         goto out;
3229         }
3230         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3231         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3232   out:
3233         local_irq_restore(save_flags);
3234         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3235         kmemleak_alloc_recursive(ptr, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3236                                  flags);
3237
3238         if (likely(ptr)) {
3239                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, cachep->object_size);
3240                 if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3241                         memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3242         }
3243
3244         return ptr;
3245 }
3246
3247 static __always_inline void *
3248 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3249 {
3250         void *objp;
3251
3252         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3253                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3254                 if (objp)
3255                         goto out;
3256         }
3257         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3258
3259         /*
3260          * We may just have run out of memory on the local node.
3261          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3262          */
3263         if (!objp)
3264                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3265
3266   out:
3267         return objp;
3268 }
3269 #else
3270
3271 static __always_inline void *
3272 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3273 {
3274         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3275 }
3276
3277 #endif /* CONFIG_NUMA */
3278
3279 static __always_inline void *
3280 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3281 {
3282         unsigned long save_flags;
3283         void *objp;
3284
3285         flags &= gfp_allowed_mask;
3286
3287         lockdep_trace_alloc(flags);
3288
3289         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3290                 return NULL;
3291
3292         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3293
3294         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3295         local_irq_save(save_flags);
3296         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3297         local_irq_restore(save_flags);
3298         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3299         kmemleak_alloc_recursive(objp, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3300                                  flags);
3301         prefetchw(objp);
3302
3303         if (likely(objp)) {
3304                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, cachep->object_size);
3305                 if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3306                         memset(objp, 0, cachep->object_size);
3307         }
3308
3309         return objp;
3310 }
3311
3312 /*
3313  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3314  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3315  */
3316 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3317                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3318 {
3319         int i;
3320         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3321
3322         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3323                 void *objp;
3324                 struct page *page;
3325
3326                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3327                 objp = objpp[i];
3328
3329                 page = virt_to_head_page(objp);
3330                 list_del(&page->lru);
3331                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3332                 slab_put_obj(cachep, page, objp, node);
3333                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3334                 n->free_objects++;
3335
3336                 /* fixup slab chains */
3337                 if (page->active == 0) {
3338                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3339                                 n->free_objects -= cachep->num;
3340                                 list_add_tail(&page->lru, list);
3341                         } else {
3342                                 list_add(&page->lru, &n->slabs_free);
3343                         }
3344                 } else {
3345                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3346                          * partial list on free - maximum time for the
3347                          * other objects to be freed, too.
3348                          */
3349                         list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
3350                 }
3351         }
3352 }
3353
3354 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3355 {
3356         int batchcount;
3357         struct kmem_cache_node *n;
3358         int node = numa_mem_id();
3359         LIST_HEAD(list);
3360
3361         batchcount = ac->batchcount;
3362 #if DEBUG
3363         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3364 #endif
3365         check_irq_off();
3366         n = get_node(cachep, node);
3367         spin_lock(&n->list_lock);
3368         if (n->shared) {
3369                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3370                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3371                 if (max) {
3372                         if (batchcount > max)
3373                                 batchcount = max;
3374                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3375                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3376                         shared_array->avail += batchcount;
3377                         goto free_done;
3378                 }
3379         }
3380
3381         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3382 free_done:
3383 #if STATS
3384         {
3385                 int i = 0;
3386                 struct list_head *p;
3387
3388                 p = n->slabs_free.next;
3389                 while (p != &(n->slabs_free)) {
3390                         struct page *page;
3391
3392                         page = list_entry(p, struct page, lru);
3393                         BUG_ON(page->active);
3394
3395                         i++;
3396                         p = p->next;
3397                 }
3398                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3399         }
3400 #endif
3401         spin_unlock(&n->list_lock);
3402         slabs_destroy(cachep, &list);
3403         ac->avail -= batchcount;
3404         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3405 }
3406
3407 /*
3408  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3409  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3410  */
3411 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3412                                 unsigned long caller)
3413 {
3414         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3415
3416         check_irq_off();
3417         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3418         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3419
3420         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3421
3422         /*
3423          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3424          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3425          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3426          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3427          * the cache.
3428          */
3429         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3430                 return;
3431
3432         if (ac->avail < ac->limit) {
3433                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3434         } else {
3435                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3436                 cache_flusharray(cachep, ac);
3437         }
3438
3439         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3440 }
3441
3442 /**
3443  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3444  * @cachep: The cache to allocate from.
3445  * @flags: See kmalloc().
3446  *
3447  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3448  * if the cache has no available objects.
3449  */
3450 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3451 {
3452         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3453
3454         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3455                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3456
3457         return ret;
3458 }
3459 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3460
3461 #ifdef CONFIG_TRACING
3462 void *
3463 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3464 {
3465         void *ret;
3466
3467         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3468
3469         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3470                       size, cachep->size, flags);
3471         return ret;
3472 }
3473 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3474 #endif
3475
3476 #ifdef CONFIG_NUMA
3477 /**
3478  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3479  * @cachep: The cache to allocate from.
3480  * @flags: See kmalloc().
3481  * @nodeid: node number of the target node.
3482  *
3483  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3484  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3485  *
3486  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3487  */
3488 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3489 {
3490         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3491
3492         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3493                                     cachep->object_size, cachep->size,
3494                                     flags, nodeid);
3495
3496         return ret;
3497 }
3498 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3499
3500 #ifdef CONFIG_TRACING
3501 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3502                                   gfp_t flags,
3503                                   int nodeid,
3504                                   size_t size)
3505 {
3506         void *ret;
3507
3508         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3509
3510         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3511                            size, cachep->size,
3512                            flags, nodeid);
3513         return ret;
3514 }
3515 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3516 #endif
3517
3518 static __always_inline void *
3519 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3520 {
3521         struct kmem_cache *cachep;
3522
3523         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3524         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3525                 return cachep;
3526         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3527 }
3528
3529 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3530 {
3531         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3532 }
3533 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3534
3535 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3536                 int node, unsigned long caller)
3537 {
3538         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3539 }
3540 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3541 #endif /* CONFIG_NUMA */
3542
3543 /**
3544  * __do_kmalloc - allocate memory
3545  * @size: how many bytes of memory are required.
3546  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3547  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3548  */
3549 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3550                                           unsigned long caller)
3551 {
3552         struct kmem_cache *cachep;
3553         void *ret;
3554
3555         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3556         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3557                 return cachep;
3558         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3559
3560         trace_kmalloc(caller, ret,
3561                       size, cachep->size, flags);
3562
3563         return ret;
3564 }
3565
3566 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3567 {
3568         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3569 }
3570 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3571
3572 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3573 {
3574         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3575 }
3576 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3577
3578 /**
3579  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3580  * @cachep: The cache the allocation was from.
3581  * @objp: The previously allocated object.
3582  *
3583  * Free an object which was previously allocated from this
3584  * cache.
3585  */
3586 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3587 {
3588         unsigned long flags;
3589         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3590         if (!cachep)
3591                 return;
3592
3593         local_irq_save(flags);
3594         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3595         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3596                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3597         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3598         local_irq_restore(flags);
3599
3600         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3601 }
3602 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3603
3604 /**
3605  * kfree - free previously allocated memory
3606  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3607  *
3608  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3609  *
3610  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3611  * or you will run into trouble.
3612  */
3613 void kfree(const void *objp)
3614 {
3615         struct kmem_cache *c;
3616         unsigned long flags;
3617
3618         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3619
3620         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3621                 return;
3622         local_irq_save(flags);
3623         kfree_debugcheck(objp);
3624         c = virt_to_cache(objp);
3625         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3626
3627         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3628         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3629         local_irq_restore(flags);
3630 }
3631 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3632
3633 /*
3634  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3635  */
3636 static int alloc_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3637 {
3638         int node;
3639         struct kmem_cache_node *n;
3640         struct array_cache *new_shared;
3641         struct alien_cache **new_alien = NULL;
3642
3643         for_each_online_node(node) {
3644
3645                 if (use_alien_caches) {
3646                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3647                         if (!new_alien)
3648                                 goto fail;
3649                 }
3650
3651                 new_shared = NULL;
3652                 if (cachep->shared) {
3653                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3654                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3655                                         0xbaadf00d, gfp);
3656                         if (!new_shared) {
3657                                 free_alien_cache(new_alien);
3658                                 goto fail;
3659                         }
3660                 }
3661
3662                 n = get_node(cachep, node);
3663                 if (n) {
3664                         struct array_cache *shared = n->shared;
3665                         LIST_HEAD(list);
3666
3667                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3668
3669                         if (shared)
3670                                 free_block(cachep, shared->entry,
3671                                                 shared->avail, node, &list);
3672
3673                         n->shared = new_shared;
3674                         if (!n->alien) {
3675                                 n->alien = new_alien;
3676                                 new_alien = NULL;
3677                         }
3678                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3679                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3680                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3681                         slabs_destroy(cachep, &list);
3682                         kfree(shared);
3683                         free_alien_cache(new_alien);
3684                         continue;
3685                 }
3686                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3687                 if (!n) {
3688                         free_alien_cache(new_alien);
3689                         kfree(new_shared);
3690                         goto fail;
3691                 }
3692
3693                 kmem_cache_node_init(n);
3694                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
3695                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
3696                 n->shared = new_shared;
3697                 n->alien = new_alien;
3698                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3699                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3700                 cachep->node[node] = n;
3701         }
3702         return 0;
3703
3704 fail:
3705         if (!cachep->list.next) {
3706                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3707                 node--;
3708                 while (node >= 0) {
3709                         n = get_node(cachep, node);
3710                         if (n) {
3711                                 kfree(n->shared);
3712                                 free_alien_cache(n->alien);
3713                                 kfree(n);
3714                                 cachep->node[node] = NULL;
3715                         }
3716                         node--;
3717                 }
3718         }
3719         return -ENOMEM;
3720 }
3721
3722 struct ccupdate_struct {
3723         struct kmem_cache *cachep;
3724         struct array_cache *new[0];
3725 };
3726
3727 static void do_ccupdate_local(void *info)
3728 {
3729         struct ccupdate_struct *new = info;
3730         struct array_cache *old;
3731
3732         check_irq_off();
3733         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3734
3735         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3736         new->new[smp_processor_id()] = old;
3737 }
3738
3739 /* Always called with the slab_mutex held */
3740 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3741                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3742 {
3743         struct ccupdate_struct *new;
3744         int i;
3745
3746         new = kzalloc(sizeof(*new) + nr_cpu_ids * sizeof(struct array_cache *),
3747                       gfp);
3748         if (!new)
3749                 return -ENOMEM;
3750
3751         for_each_online_cpu(i) {
3752                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
3753                                                 batchcount, gfp);
3754                 if (!new->new[i]) {
3755                         for (i--; i >= 0; i--)
3756                                 kfree(new->new[i]);
3757                         kfree(new);
3758                         return -ENOMEM;
3759                 }
3760         }
3761         new->cachep = cachep;
3762
3763         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3764
3765         check_irq_on();
3766         cachep->batchcount = batchcount;
3767         cachep->limit = limit;
3768         cachep->shared = shared;
3769
3770         for_each_online_cpu(i) {
3771                 LIST_HEAD(list);
3772                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3773                 int node;
3774                 struct kmem_cache_node *n;
3775
3776                 if (!ccold)
3777                         continue;
3778
3779                 node = cpu_to_mem(i);
3780                 n = get_node(cachep, node);
3781                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3782                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, node, &list);
3783                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3784                 slabs_destroy(cachep, &list);
3785                 kfree(ccold);
3786         }
3787         kfree(new);
3788         return alloc_kmem_cache_node(cachep, gfp);
3789 }
3790
3791 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3792                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3793 {
3794         int ret;
3795         struct kmem_cache *c = NULL;
3796         int i = 0;
3797
3798         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3799
3800         if (slab_state < FULL)
3801                 return ret;
3802
3803         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3804                 return ret;
3805
3806         VM_BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
3807         for_each_memcg_cache_index(i) {
3808                 c = cache_from_memcg_idx(cachep, i);
3809                 if (c)
3810                         /* return value determined by the parent cache only */
3811                         __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3812         }
3813
3814         return ret;
3815 }
3816
3817 /* Called with slab_mutex held always */
3818 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3819 {
3820         int err;
3821         int limit = 0;
3822         int shared = 0;
3823         int batchcount = 0;
3824
3825         if (!is_root_cache(cachep)) {
3826                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3827                 limit = root->limit;
3828                 shared = root->shared;
3829                 batchcount = root->batchcount;
3830         }
3831
3832         if (limit && shared && batchcount)
3833                 goto skip_setup;
3834         /*
3835          * The head array serves three purposes:
3836          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3837          * - reduce the number of spinlock operations.
3838          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3839          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3840          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3841          * Bonwick.
3842          */
3843         if (cachep->size > 131072)
3844                 limit = 1;
3845         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3846                 limit = 8;
3847         else if (cachep->size > 1024)
3848                 limit = 24;
3849         else if (cachep->size > 256)
3850                 limit = 54;
3851         else
3852                 limit = 120;
3853
3854         /*
3855          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3856          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3857          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3858          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3859          * replaces Bonwick's magazine layer.
3860          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3861          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3862          */
3863         shared = 0;
3864         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3865                 shared = 8;
3866
3867 #if DEBUG
3868         /*
3869          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3870          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3871          */
3872         if (limit > 32)
3873                 limit = 32;
3874 #endif
3875         batchcount = (limit + 1) / 2;
3876 skip_setup:
3877         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3878         if (err)
3879                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3880                        cachep->name, -err);
3881         return err;
3882 }
3883
3884 /*
3885  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3886  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3887  * if drain_array() is used on the shared array.
3888  */
3889 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3890                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3891 {
3892         LIST_HEAD(list);
3893         int tofree;
3894
3895         if (!ac || !ac->avail)
3896                 return;
3897         if (ac->touched && !force) {
3898                 ac->touched = 0;
3899         } else {
3900                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3901                 if (ac->avail) {
3902                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3903                         if (tofree > ac->avail)
3904                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3905                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, &list);
3906                         ac->avail -= tofree;
3907                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3908                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3909                 }
3910                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3911                 slabs_destroy(cachep, &list);
3912         }
3913 }
3914
3915 /**
3916  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3917  * @w: work descriptor
3918  *
3919  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3920  * Purpose:
3921  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3922  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3923  *
3924  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3925  * again on the next iteration.
3926  */
3927 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3928 {
3929         struct kmem_cache *searchp;
3930         struct kmem_cache_node *n;
3931         int node = numa_mem_id();
3932         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3933
3934         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3935                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3936                 goto out;
3937
3938         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3939                 check_irq_on();
3940
3941                 /*
3942                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
3943                  * have established with reasonable certainty that
3944                  * we can do some work if the lock was obtained.
3945                  */
3946                 n = get_node(searchp, node);
3947
3948                 reap_alien(searchp, n);
3949
3950                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3951
3952                 /*
3953                  * These are racy checks but it does not matter
3954                  * if we skip one check or scan twice.
3955                  */
3956                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
3957                         goto next;
3958
3959                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
3960
3961                 drain_array(searchp, n, n->shared, 0, node);
3962
3963                 if (n->free_touched)
3964                         n->free_touched = 0;
3965                 else {
3966                         int freed;
3967
3968                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
3969                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3970                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3971                 }
3972 next:
3973                 cond_resched();
3974         }
3975         check_irq_on();
3976         mutex_unlock(&slab_mutex);
3977         next_reap_node();
3978 out:
3979         /* Set up the next iteration */
3980         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
3981 }
3982
3983 #ifdef CONFIG_SLABINFO
3984 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
3985 {
3986         struct page *page;
3987         unsigned long active_objs;
3988         unsigned long num_objs;
3989         unsigned long active_slabs = 0;
3990         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3991         const char *name;
3992         char *error = NULL;
3993         int node;
3994         struct kmem_cache_node *n;
3995
3996         active_objs = 0;
3997         num_slabs = 0;
3998         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
3999
4000                 check_irq_on();
4001                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4002
4003                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
4004                         if (page->active != cachep->num && !error)
4005                                 error = "slabs_full accounting error";
4006                         active_objs += cachep->num;
4007                         active_slabs++;
4008                 }
4009                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
4010                         if (page->active == cachep->num && !error)
4011                                 error = "slabs_partial accounting error";
4012                         if (!page->active && !error)
4013                                 error = "slabs_partial accounting error";
4014                         active_objs += page->active;
4015                         active_slabs++;
4016                 }
4017                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
4018                         if (page->active && !error)
4019                                 error = "slabs_free accounting error";
4020                         num_slabs++;
4021                 }
4022                 free_objects += n->free_objects;
4023                 if (n->shared)
4024                         shared_avail += n->shared->avail;
4025
4026                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4027         }
4028         num_slabs += active_slabs;
4029         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4030         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4031                 error = "free_objects accounting error";
4032
4033         name = cachep->name;
4034         if (error)
4035                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4036
4037         sinfo->active_objs = active_objs;
4038         sinfo->num_objs = num_objs;
4039         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4040         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4041         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4042         sinfo->limit = cachep->limit;
4043         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4044         sinfo->shared = cachep->shared;
4045         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4046         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4047 }
4048
4049 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4050 {
4051 #if STATS
4052         {                       /* node stats */
4053                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4054                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4055                 unsigned long grown = cachep->grown;
4056                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4057                 unsigned long errors = cachep->errors;
4058                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4059                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4060                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4061                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4062
4063                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4064                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4065                            allocs, high, grown,
4066                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4067                            node_frees, overflows);
4068         }
4069         /* cpu stats */
4070         {
4071                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4072                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4073                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4074                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4075
4076                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4077                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4078         }
4079 #endif
4080 }
4081
4082 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4083 /**
4084  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4085  * @file: unused
4086  * @buffer: user buffer
4087  * @count: data length
4088  * @ppos: unused
4089  */
4090 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4091                        size_t count, loff_t *ppos)
4092 {
4093         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4094         int limit, batchcount, shared, res;
4095         struct kmem_cache *cachep;
4096
4097         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4098                 return -EINVAL;
4099         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4100                 return -EFAULT;
4101         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4102
4103         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4104         if (!tmp)
4105                 return -EINVAL;
4106         *tmp = '\0';
4107         tmp++;
4108         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4109                 return -EINVAL;
4110
4111         /* Find the cache in the chain of caches. */
4112         mutex_lock(&slab_mutex);
4113         res = -EINVAL;
4114         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4115                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4116                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4117                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4118                                 res = 0;
4119                         } else {
4120                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4121                                                        batchcount, shared,
4122                                                        GFP_KERNEL);
4123                         }
4124                         break;
4125                 }
4126         }
4127         mutex_unlock(&slab_mutex);
4128         if (res >= 0)
4129                 res = count;
4130         return res;
4131 }
4132
4133 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4134
4135 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4136 {
4137         mutex_lock(&slab_mutex);
4138         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4139 }
4140
4141 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4142 {
4143         unsigned long *p;
4144         int l;
4145         if (!v)
4146                 return 1;
4147         l = n[1];
4148         p = n + 2;
4149         while (l) {
4150                 int i = l/2;
4151                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4152                 if (*q == v) {
4153                         q[1]++;
4154                         return 1;
4155                 }
4156                 if (*q > v) {
4157                         l = i;
4158                 } else {
4159                         p = q + 2;
4160                         l -= i + 1;
4161                 }
4162         }
4163         if (++n[1] == n[0])
4164                 return 0;
4165         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4166         p[0] = v;
4167         p[1] = 1;
4168         return 1;
4169 }
4170
4171 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c,
4172                                                 struct page *page)
4173 {
4174         void *p;
4175         int i;
4176
4177         if (n[0] == n[1])
4178                 return;
4179         for (i = 0, p = page->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4180                 if (get_obj_status(page, i) != OBJECT_ACTIVE)
4181                         continue;
4182
4183                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4184                         return;
4185         }
4186 }
4187
4188 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4189 {
4190 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4191         unsigned long offset, size;
4192         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4193
4194         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4195                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4196                 if (modname[0])
4197                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4198                 return;
4199         }
4200 #endif
4201         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4202 }
4203
4204 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4205 {
4206         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4207         struct page *page;
4208         struct kmem_cache_node *n;
4209         const char *name;
4210         unsigned long *x = m->private;
4211         int node;
4212         int i;
4213
4214         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4215                 return 0;
4216         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4217                 return 0;
4218
4219         /* OK, we can do it */
4220
4221         x[1] = 0;
4222
4223         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4224
4225                 check_irq_on();
4226                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4227
4228                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
4229                         handle_slab(x, cachep, page);
4230                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
4231                         handle_slab(x, cachep, page);
4232                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4233         }
4234         name = cachep->name;
4235         if (x[0] == x[1]) {
4236                 /* Increase the buffer size */
4237                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4238                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4239                 if (!m->private) {
4240                         /* Too bad, we are really out */
4241                         m->private = x;
4242                         mutex_lock(&slab_mutex);
4243                         return -ENOMEM;
4244                 }
4245                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4246                 kfree(x);
4247                 mutex_lock(&slab_mutex);
4248                 /* Now make sure this entry will be retried */
4249                 m->count = m->size;
4250                 return 0;
4251         }
4252         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4253                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4254                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4255                 seq_putc(m, '\n');
4256         }
4257
4258         return 0;
4259 }
4260
4261 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4262         .start = leaks_start,
4263         .next = slab_next,
4264         .stop = slab_stop,
4265         .show = leaks_show,
4266 };
4267
4268 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4269 {
4270         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4271         int ret = -ENOMEM;
4272         if (n) {
4273                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4274                 if (!ret) {
4275                         struct seq_file *m = file->private_data;
4276                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4277                         m->private = n;
4278                         n = NULL;
4279                 }
4280                 kfree(n);
4281         }
4282         return ret;
4283 }
4284
4285 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4286         .open           = slabstats_open,
4287         .read           = seq_read,
4288         .llseek         = seq_lseek,
4289         .release        = seq_release_private,
4290 };
4291 #endif
4292
4293 static int __init slab_proc_init(void)
4294 {
4295 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4296         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4297 #endif
4298         return 0;
4299 }
4300 module_init(slab_proc_init);
4301 #endif
4302
4303 /**
4304  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4305  * @objp: Pointer to the object
4306  *
4307  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4308  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4309  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4310  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4311  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4312  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4313  * must not be freed during the duration of the call.
4314  */
4315 size_t ksize(const void *objp)
4316 {
4317         BUG_ON(!objp);
4318         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4319                 return 0;
4320
4321         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4322 }
4323 EXPORT_SYMBOL(ksize);