slab: remove a useless lockdep annotation
[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         int 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 void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
789                                                                 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         int 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         int 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 inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
988 {
989         int nodeid = page_to_nid(virt_to_page(objp));
990         struct kmem_cache_node *n;
991         struct alien_cache *alien = NULL;
992         struct array_cache *ac;
993         int node;
994         LIST_HEAD(list);
995
996         node = numa_mem_id();
997
998         /*
999          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1000          * cache on this cpu.
1001          */
1002         if (likely(nodeid == node))
1003                 return 0;
1004
1005         n = get_node(cachep, node);
1006         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1007         if (n->alien && n->alien[nodeid]) {
1008                 alien = n->alien[nodeid];
1009                 ac = &alien->ac;
1010                 spin_lock(&alien->lock);
1011                 if (unlikely(ac->avail == ac->limit)) {
1012                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1013                         __drain_alien_cache(cachep, ac, nodeid, &list);
1014                 }
1015                 ac_put_obj(cachep, ac, objp);
1016                 spin_unlock(&alien->lock);
1017                 slabs_destroy(cachep, &list);
1018         } else {
1019                 n = get_node(cachep, nodeid);
1020                 spin_lock(&n->list_lock);
1021                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid, &list);
1022                 spin_unlock(&n->list_lock);
1023                 slabs_destroy(cachep, &list);
1024         }
1025         return 1;
1026 }
1027 #endif
1028
1029 /*
1030  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
1031  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
1032  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1033  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
1034  * already in use.
1035  *
1036  * Must hold slab_mutex.
1037  */
1038 static int init_cache_node_node(int node)
1039 {
1040         struct kmem_cache *cachep;
1041         struct kmem_cache_node *n;
1042         const int memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
1043
1044         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1045                 /*
1046                  * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
1047                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1048                  * node has not already allocated this
1049                  */
1050                 n = get_node(cachep, node);
1051                 if (!n) {
1052                         n = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1053                         if (!n)
1054                                 return -ENOMEM;
1055                         kmem_cache_node_init(n);
1056                         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1057                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1058
1059                         /*
1060                          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
1061                          * come and go.  slab_mutex is sufficient
1062                          * protection here.
1063                          */
1064                         cachep->node[node] = n;
1065                 }
1066
1067                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1068                 n->free_limit =
1069                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1070                         cachep->batchcount + cachep->num;
1071                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1072         }
1073         return 0;
1074 }
1075
1076 static inline int slabs_tofree(struct kmem_cache *cachep,
1077                                                 struct kmem_cache_node *n)
1078 {
1079         return (n->free_objects + cachep->num - 1) / cachep->num;
1080 }
1081
1082 static void cpuup_canceled(long cpu)
1083 {
1084         struct kmem_cache *cachep;
1085         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1086         int node = cpu_to_mem(cpu);
1087         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1088
1089         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1090                 struct array_cache *nc;
1091                 struct array_cache *shared;
1092                 struct alien_cache **alien;
1093                 LIST_HEAD(list);
1094
1095                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1096                 nc = cachep->array[cpu];
1097                 cachep->array[cpu] = NULL;
1098                 n = get_node(cachep, node);
1099
1100                 if (!n)
1101                         goto free_array_cache;
1102
1103                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1104
1105                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
1106                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
1107                 if (nc)
1108                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node, &list);
1109
1110                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1111                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1112                         goto free_array_cache;
1113                 }
1114
1115                 shared = n->shared;
1116                 if (shared) {
1117                         free_block(cachep, shared->entry,
1118                                    shared->avail, node, &list);
1119                         n->shared = NULL;
1120                 }
1121
1122                 alien = n->alien;
1123                 n->alien = NULL;
1124
1125                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1126
1127                 kfree(shared);
1128                 if (alien) {
1129                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1130                         free_alien_cache(alien);
1131                 }
1132 free_array_cache:
1133                 slabs_destroy(cachep, &list);
1134                 kfree(nc);
1135         }
1136         /*
1137          * In the previous loop, all the objects were freed to
1138          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1139          * shrink each nodelist to its limit.
1140          */
1141         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1142                 n = get_node(cachep, node);
1143                 if (!n)
1144                         continue;
1145                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1146         }
1147 }
1148
1149 static int cpuup_prepare(long cpu)
1150 {
1151         struct kmem_cache *cachep;
1152         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1153         int node = cpu_to_mem(cpu);
1154         int err;
1155
1156         /*
1157          * We need to do this right in the beginning since
1158          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1159          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1160          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1161          */
1162         err = init_cache_node_node(node);
1163         if (err < 0)
1164                 goto bad;
1165
1166         /*
1167          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1168          * array caches
1169          */
1170         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1171                 struct array_cache *nc;
1172                 struct array_cache *shared = NULL;
1173                 struct alien_cache **alien = NULL;
1174
1175                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1176                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1177                 if (!nc)
1178                         goto bad;
1179                 if (cachep->shared) {
1180                         shared = alloc_arraycache(node,
1181                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1182                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1183                         if (!shared) {
1184                                 kfree(nc);
1185                                 goto bad;
1186                         }
1187                 }
1188                 if (use_alien_caches) {
1189                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1190                         if (!alien) {
1191                                 kfree(shared);
1192                                 kfree(nc);
1193                                 goto bad;
1194                         }
1195                 }
1196                 cachep->array[cpu] = nc;
1197                 n = get_node(cachep, node);
1198                 BUG_ON(!n);
1199
1200                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1201                 if (!n->shared) {
1202                         /*
1203                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1204                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1205                          */
1206                         n->shared = shared;
1207                         shared = NULL;
1208                 }
1209 #ifdef CONFIG_NUMA
1210                 if (!n->alien) {
1211                         n->alien = alien;
1212                         alien = NULL;
1213                 }
1214 #endif
1215                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1216                 kfree(shared);
1217                 free_alien_cache(alien);
1218         }
1219
1220         return 0;
1221 bad:
1222         cpuup_canceled(cpu);
1223         return -ENOMEM;
1224 }
1225
1226 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1227                                     unsigned long action, void *hcpu)
1228 {
1229         long cpu = (long)hcpu;
1230         int err = 0;
1231
1232         switch (action) {
1233         case CPU_UP_PREPARE:
1234         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1235                 mutex_lock(&slab_mutex);
1236                 err = cpuup_prepare(cpu);
1237                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1238                 break;
1239         case CPU_ONLINE:
1240         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1241                 start_cpu_timer(cpu);
1242                 break;
1243 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1244         case CPU_DOWN_PREPARE:
1245         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1246                 /*
1247                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1248                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1249                  * anything expensive but will only modify reap_work
1250                  * and reschedule the timer.
1251                 */
1252                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1253                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1254                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1255                 break;
1256         case CPU_DOWN_FAILED:
1257         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1258                 start_cpu_timer(cpu);
1259                 break;
1260         case CPU_DEAD:
1261         case CPU_DEAD_FROZEN:
1262                 /*
1263                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1264                  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between
1265                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1266                  * memory from the node of the cpu going down.  The node
1267                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1268                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1269                  */
1270                 /* fall through */
1271 #endif
1272         case CPU_UP_CANCELED:
1273         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1274                 mutex_lock(&slab_mutex);
1275                 cpuup_canceled(cpu);
1276                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1277                 break;
1278         }
1279         return notifier_from_errno(err);
1280 }
1281
1282 static struct notifier_block cpucache_notifier = {
1283         &cpuup_callback, NULL, 0
1284 };
1285
1286 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1287 /*
1288  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1289  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1290  * removed.
1291  *
1292  * Must hold slab_mutex.
1293  */
1294 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1295 {
1296         struct kmem_cache *cachep;
1297         int ret = 0;
1298
1299         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1300                 struct kmem_cache_node *n;
1301
1302                 n = get_node(cachep, node);
1303                 if (!n)
1304                         continue;
1305
1306                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1307
1308                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1309                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1310                         ret = -EBUSY;
1311                         break;
1312                 }
1313         }
1314         return ret;
1315 }
1316
1317 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1318                                         unsigned long action, void *arg)
1319 {
1320         struct memory_notify *mnb = arg;
1321         int ret = 0;
1322         int nid;
1323
1324         nid = mnb->status_change_nid;
1325         if (nid < 0)
1326                 goto out;
1327
1328         switch (action) {
1329         case MEM_GOING_ONLINE:
1330                 mutex_lock(&slab_mutex);
1331                 ret = init_cache_node_node(nid);
1332                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1333                 break;
1334         case MEM_GOING_OFFLINE:
1335                 mutex_lock(&slab_mutex);
1336                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1337                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1338                 break;
1339         case MEM_ONLINE:
1340         case MEM_OFFLINE:
1341         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1342         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1343                 break;
1344         }
1345 out:
1346         return notifier_from_errno(ret);
1347 }
1348 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1349
1350 /*
1351  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1352  */
1353 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1354                                 int nodeid)
1355 {
1356         struct kmem_cache_node *ptr;
1357
1358         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1359         BUG_ON(!ptr);
1360
1361         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1362         /*
1363          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1364          */
1365         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1366
1367         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1368         cachep->node[nodeid] = ptr;
1369 }
1370
1371 /*
1372  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1373  * size of kmem_cache_node.
1374  */
1375 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1376 {
1377         int node;
1378
1379         for_each_online_node(node) {
1380                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1381                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1382                     REAPTIMEOUT_NODE +
1383                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1384         }
1385 }
1386
1387 /*
1388  * The memory after the last cpu cache pointer is used for the
1389  * the node pointer.
1390  */
1391 static void setup_node_pointer(struct kmem_cache *cachep)
1392 {
1393         cachep->node = (struct kmem_cache_node **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
1394 }
1395
1396 /*
1397  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1398  * before smp_init().
1399  */
1400 void __init kmem_cache_init(void)
1401 {
1402         int i;
1403
1404         BUILD_BUG_ON(sizeof(((struct page *)NULL)->lru) <
1405                                         sizeof(struct rcu_head));
1406         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1407         setup_node_pointer(kmem_cache);
1408
1409         if (num_possible_nodes() == 1)
1410                 use_alien_caches = 0;
1411
1412         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1413                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1414
1415         set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1416
1417         /*
1418          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1419          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1420          * not overridden on the command line.
1421          */
1422         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1423                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1424
1425         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1426          * from caches that do not exist yet:
1427          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1428          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1429          *    kmem_cache is statically allocated.
1430          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1431          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1432          *    array at the end of the bootstrap.
1433          * 2) Create the first kmalloc cache.
1434          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1435          *    An __init data area is used for the head array.
1436          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1437          *    head arrays.
1438          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1439          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1440          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1441          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1442          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1443          */
1444
1445         /* 1) create the kmem_cache */
1446
1447         /*
1448          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1449          */
1450         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1451                 offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1452                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1453                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1454         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1455
1456         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1457
1458         /*
1459          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1460          * kmem_cache_node structures first.  Without this, further allocations will
1461          * bug.
1462          */
1463
1464         kmalloc_caches[INDEX_AC] = create_kmalloc_cache("kmalloc-ac",
1465                                         kmalloc_size(INDEX_AC), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1466
1467         if (INDEX_AC != INDEX_NODE)
1468                 kmalloc_caches[INDEX_NODE] =
1469                         create_kmalloc_cache("kmalloc-node",
1470                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1471
1472         slab_early_init = 0;
1473
1474         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1475         {
1476                 struct array_cache *ptr;
1477
1478                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1479
1480                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmem_cache),
1481                        sizeof(struct arraycache_init));
1482
1483                 kmem_cache->array[smp_processor_id()] = ptr;
1484
1485                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1486
1487                 BUG_ON(cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC])
1488                        != &initarray_generic.cache);
1489                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC]),
1490                        sizeof(struct arraycache_init));
1491
1492                 kmalloc_caches[INDEX_AC]->array[smp_processor_id()] = ptr;
1493         }
1494         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1495         {
1496                 int nid;
1497
1498                 for_each_online_node(nid) {
1499                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1500
1501                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_AC],
1502                                   &init_kmem_cache_node[SIZE_AC + nid], nid);
1503
1504                         if (INDEX_AC != INDEX_NODE) {
1505                                 init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1506                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1507                         }
1508                 }
1509         }
1510
1511         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1512 }
1513
1514 void __init kmem_cache_init_late(void)
1515 {
1516         struct kmem_cache *cachep;
1517
1518         slab_state = UP;
1519
1520         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1521         mutex_lock(&slab_mutex);
1522         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1523                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1524                         BUG();
1525         mutex_unlock(&slab_mutex);
1526
1527         /* Done! */
1528         slab_state = FULL;
1529
1530         /*
1531          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1532          * cpu_cache_get for all new cpus
1533          */
1534         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1535
1536 #ifdef CONFIG_NUMA
1537         /*
1538          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1539          * node.
1540          */
1541         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1542 #endif
1543
1544         /*
1545          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1546          * of the kernel is not yet operational.
1547          */
1548 }
1549
1550 static int __init cpucache_init(void)
1551 {
1552         int cpu;
1553
1554         /*
1555          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1556          */
1557         for_each_online_cpu(cpu)
1558                 start_cpu_timer(cpu);
1559
1560         /* Done! */
1561         slab_state = FULL;
1562         return 0;
1563 }
1564 __initcall(cpucache_init);
1565
1566 static noinline void
1567 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1568 {
1569 #if DEBUG
1570         struct kmem_cache_node *n;
1571         struct page *page;
1572         unsigned long flags;
1573         int node;
1574         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1575                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1576
1577         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1578                 return;
1579
1580         printk(KERN_WARNING
1581                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1582                 nodeid, gfpflags);
1583         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1584                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1585
1586         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1587                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1588                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1589
1590                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1591                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
1592                         active_objs += cachep->num;
1593                         active_slabs++;
1594                 }
1595                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
1596                         active_objs += page->active;
1597                         active_slabs++;
1598                 }
1599                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
1600                         num_slabs++;
1601
1602                 free_objects += n->free_objects;
1603                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1604
1605                 num_slabs += active_slabs;
1606                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1607                 printk(KERN_WARNING
1608                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1609                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1610                         free_objects);
1611         }
1612 #endif
1613 }
1614
1615 /*
1616  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1617  *
1618  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1619  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1620  * would be relatively rare and ignorable.
1621  */
1622 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1623                                                                 int nodeid)
1624 {
1625         struct page *page;
1626         int nr_pages;
1627
1628         flags |= cachep->allocflags;
1629         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1630                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1631
1632         if (memcg_charge_slab(cachep, flags, cachep->gfporder))
1633                 return NULL;
1634
1635         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1636         if (!page) {
1637                 memcg_uncharge_slab(cachep, cachep->gfporder);
1638                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1639                 return NULL;
1640         }
1641
1642         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1643         if (unlikely(page->pfmemalloc))
1644                 pfmemalloc_active = true;
1645
1646         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1647         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1648                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1649                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1650         else
1651                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1652                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1653         __SetPageSlab(page);
1654         if (page->pfmemalloc)
1655                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1656
1657         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1658                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1659
1660                 if (cachep->ctor)
1661                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1662                 else
1663                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1664         }
1665
1666         return page;
1667 }
1668
1669 /*
1670  * Interface to system's page release.
1671  */
1672 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1673 {
1674         const unsigned long nr_freed = (1 << cachep->gfporder);
1675
1676         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1677
1678         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1679                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1680                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1681         else
1682                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1683                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1684
1685         BUG_ON(!PageSlab(page));
1686         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1687         __ClearPageSlab(page);
1688         page_mapcount_reset(page);
1689         page->mapping = NULL;
1690
1691         if (current->reclaim_state)
1692                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1693         __free_pages(page, cachep->gfporder);
1694         memcg_uncharge_slab(cachep, cachep->gfporder);
1695 }
1696
1697 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1698 {
1699         struct kmem_cache *cachep;
1700         struct page *page;
1701
1702         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1703         cachep = page->slab_cache;
1704
1705         kmem_freepages(cachep, page);
1706 }
1707
1708 #if DEBUG
1709
1710 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1711 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1712                             unsigned long caller)
1713 {
1714         int size = cachep->object_size;
1715
1716         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1717
1718         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1719                 return;
1720
1721         *addr++ = 0x12345678;
1722         *addr++ = caller;
1723         *addr++ = smp_processor_id();
1724         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1725         {
1726                 unsigned long *sptr = &caller;
1727                 unsigned long svalue;
1728
1729                 while (!kstack_end(sptr)) {
1730                         svalue = *sptr++;
1731                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1732                                 *addr++ = svalue;
1733                                 size -= sizeof(unsigned long);
1734                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1735                                         break;
1736                         }
1737                 }
1738
1739         }
1740         *addr++ = 0x87654321;
1741 }
1742 #endif
1743
1744 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1745 {
1746         int size = cachep->object_size;
1747         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1748
1749         memset(addr, val, size);
1750         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1751 }
1752
1753 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1754 {
1755         int i;
1756         unsigned char error = 0;
1757         int bad_count = 0;
1758
1759         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1760         for (i = 0; i < limit; i++) {
1761                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1762                         error = data[offset + i];
1763                         bad_count++;
1764                 }
1765         }
1766         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1767                         &data[offset], limit, 1);
1768
1769         if (bad_count == 1) {
1770                 error ^= POISON_FREE;
1771                 if (!(error & (error - 1))) {
1772                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1773                                         "bad RAM.\n");
1774 #ifdef CONFIG_X86
1775                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1776                                         "test tool.\n");
1777 #else
1778                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1779 #endif
1780                 }
1781         }
1782 }
1783 #endif
1784
1785 #if DEBUG
1786
1787 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1788 {
1789         int i, size;
1790         char *realobj;
1791
1792         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1793                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1794                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1795                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1796         }
1797
1798         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1799                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1800                        *dbg_userword(cachep, objp),
1801                        *dbg_userword(cachep, objp));
1802         }
1803         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1804         size = cachep->object_size;
1805         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1806                 int limit;
1807                 limit = 16;
1808                 if (i + limit > size)
1809                         limit = size - i;
1810                 dump_line(realobj, i, limit);
1811         }
1812 }
1813
1814 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1815 {
1816         char *realobj;
1817         int size, i;
1818         int lines = 0;
1819
1820         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1821         size = cachep->object_size;
1822
1823         for (i = 0; i < size; i++) {
1824                 char exp = POISON_FREE;
1825                 if (i == size - 1)
1826                         exp = POISON_END;
1827                 if (realobj[i] != exp) {
1828                         int limit;
1829                         /* Mismatch ! */
1830                         /* Print header */
1831                         if (lines == 0) {
1832                                 printk(KERN_ERR
1833                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1834                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
1835                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1836                         }
1837                         /* Hexdump the affected line */
1838                         i = (i / 16) * 16;
1839                         limit = 16;
1840                         if (i + limit > size)
1841                                 limit = size - i;
1842                         dump_line(realobj, i, limit);
1843                         i += 16;
1844                         lines++;
1845                         /* Limit to 5 lines */
1846                         if (lines > 5)
1847                                 break;
1848                 }
1849         }
1850         if (lines != 0) {
1851                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1852                  * exist:
1853                  */
1854                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1855                 unsigned int objnr;
1856
1857                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1858                 if (objnr) {
1859                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1860                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1861                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1862                                realobj, size);
1863                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1864                 }
1865                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1866                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1867                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1868                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1869                                realobj, size);
1870                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1871                 }
1872         }
1873 }
1874 #endif
1875
1876 #if DEBUG
1877 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1878                                                 struct page *page)
1879 {
1880         int i;
1881         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1882                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1883
1884                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1885 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1886                         if (cachep->size % PAGE_SIZE == 0 &&
1887                                         OFF_SLAB(cachep))
1888                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1889                                         cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
1890                         else
1891                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1892 #else
1893                         check_poison_obj(cachep, objp);
1894 #endif
1895                 }
1896                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1897                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1898                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1899                                            "was overwritten");
1900                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1901                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1902                                            "was overwritten");
1903                 }
1904         }
1905 }
1906 #else
1907 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1908                                                 struct page *page)
1909 {
1910 }
1911 #endif
1912
1913 /**
1914  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1915  * @cachep: cache pointer being destroyed
1916  * @page: page pointer being destroyed
1917  *
1918  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1919  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1920  * cache-lock is not held/needed.
1921  */
1922 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1923 {
1924         void *freelist;
1925
1926         freelist = page->freelist;
1927         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1928         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1929                 struct rcu_head *head;
1930
1931                 /*
1932                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU.
1933                  * slab_page has been overloeaded over the LRU,
1934                  * however it is not used from now on so that
1935                  * we can use it safely.
1936                  */
1937                 head = (void *)&page->rcu_head;
1938                 call_rcu(head, kmem_rcu_free);
1939
1940         } else {
1941                 kmem_freepages(cachep, page);
1942         }
1943
1944         /*
1945          * From now on, we don't use freelist
1946          * although actual page can be freed in rcu context
1947          */
1948         if (OFF_SLAB(cachep))
1949                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1950 }
1951
1952 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1953 {
1954         struct page *page, *n;
1955
1956         list_for_each_entry_safe(page, n, list, lru) {
1957                 list_del(&page->lru);
1958                 slab_destroy(cachep, page);
1959         }
1960 }
1961
1962 /**
1963  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1964  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1965  * @size: size of objects to be created in this cache.
1966  * @align: required alignment for the objects.
1967  * @flags: slab allocation flags
1968  *
1969  * Also calculates the number of objects per slab.
1970  *
1971  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1972  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1973  * towards high-order requests, this should be changed.
1974  */
1975 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1976                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1977 {
1978         unsigned long offslab_limit;
1979         size_t left_over = 0;
1980         int gfporder;
1981
1982         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1983                 unsigned int num;
1984                 size_t remainder;
1985
1986                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1987                 if (!num)
1988                         continue;
1989
1990                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1991                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1992                         break;
1993
1994                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1995                         size_t freelist_size_per_obj = sizeof(freelist_idx_t);
1996                         /*
1997                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1998                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1999                          * looping condition in cache_grow().
2000                          */
2001                         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK))
2002                                 freelist_size_per_obj += sizeof(char);
2003                         offslab_limit = size;
2004                         offslab_limit /= freelist_size_per_obj;
2005
2006                         if (num > offslab_limit)
2007                                 break;
2008                 }
2009
2010                 /* Found something acceptable - save it away */
2011                 cachep->num = num;
2012                 cachep->gfporder = gfporder;
2013                 left_over = remainder;
2014
2015                 /*
2016                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2017                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2018                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2019                  */
2020                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2021                         break;
2022
2023                 /*
2024                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2025                  * currently bad for the gfp()s.
2026                  */
2027                 if (gfporder >= slab_max_order)
2028                         break;
2029
2030                 /*
2031                  * Acceptable internal fragmentation?
2032                  */
2033                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2034                         break;
2035         }
2036         return left_over;
2037 }
2038
2039 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2040 {
2041         if (slab_state >= FULL)
2042                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2043
2044         if (slab_state == DOWN) {
2045                 /*
2046                  * Note: Creation of first cache (kmem_cache).
2047                  * The setup_node is taken care
2048                  * of by the caller of __kmem_cache_create
2049                  */
2050                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2051                 slab_state = PARTIAL;
2052         } else if (slab_state == PARTIAL) {
2053                 /*
2054                  * Note: the second kmem_cache_create must create the cache
2055                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2056                  * further caches will BUG().
2057                  */
2058                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2059
2060                 /*
2061                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_cache_node)) is
2062                  * the second cache, then we need to set up all its node/,
2063                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2064                  */
2065                 set_up_node(cachep, SIZE_AC);
2066                 if (INDEX_AC == INDEX_NODE)
2067                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2068                 else
2069                         slab_state = PARTIAL_ARRAYCACHE;
2070         } else {
2071                 /* Remaining boot caches */
2072                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2073                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2074
2075                 if (slab_state == PARTIAL_ARRAYCACHE) {
2076                         set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
2077                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2078                 } else {
2079                         int node;
2080                         for_each_online_node(node) {
2081                                 cachep->node[node] =
2082                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node),
2083                                                 gfp, node);
2084                                 BUG_ON(!cachep->node[node]);
2085                                 kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
2086                         }
2087                 }
2088         }
2089         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
2090                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
2091                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
2092
2093         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2094         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2095         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2096         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2097         cachep->batchcount = 1;
2098         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2099         return 0;
2100 }
2101
2102 /**
2103  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2104  * @cachep: cache management descriptor
2105  * @flags: SLAB flags
2106  *
2107  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2108  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2109  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2110  *
2111  * The flags are
2112  *
2113  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2114  * to catch references to uninitialised memory.
2115  *
2116  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2117  * for buffer overruns.
2118  *
2119  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2120  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2121  * as davem.
2122  */
2123 int
2124 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2125 {
2126         size_t left_over, freelist_size, ralign;
2127         gfp_t gfp;
2128         int err;
2129         size_t size = cachep->size;
2130
2131 #if DEBUG
2132 #if FORCED_DEBUG
2133         /*
2134          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2135          * large objects, if the increased size would increase the object size
2136          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2137          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2138          */
2139         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2140                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2141                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2142         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2143                 flags |= SLAB_POISON;
2144 #endif
2145         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2146                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2147 #endif
2148
2149         /*
2150          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2151          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2152          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2153          */
2154         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2155                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2156                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2157         }
2158
2159         /*
2160          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2161          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2162          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2163          */
2164         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2165                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2166
2167         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2168                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2169                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2170                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2171                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2172                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2173         }
2174
2175         /* 3) caller mandated alignment */
2176         if (ralign < cachep->align) {
2177                 ralign = cachep->align;
2178         }
2179         /* disable debug if necessary */
2180         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2181                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2182         /*
2183          * 4) Store it.
2184          */
2185         cachep->align = ralign;
2186
2187         if (slab_is_available())
2188                 gfp = GFP_KERNEL;
2189         else
2190                 gfp = GFP_NOWAIT;
2191
2192         setup_node_pointer(cachep);
2193 #if DEBUG
2194
2195         /*
2196          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2197          * into align above.
2198          */
2199         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2200                 /* add space for red zone words */
2201                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2202                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2203         }
2204         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2205                 /* user store requires one word storage behind the end of
2206                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2207                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2208                  */
2209                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2210                         size += REDZONE_ALIGN;
2211                 else
2212                         size += BYTES_PER_WORD;
2213         }
2214 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2215         if (size >= kmalloc_size(INDEX_NODE + 1)
2216             && cachep->object_size > cache_line_size()
2217             && ALIGN(size, cachep->align) < PAGE_SIZE) {
2218                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, cachep->align);
2219                 size = PAGE_SIZE;
2220         }
2221 #endif
2222 #endif
2223
2224         /*
2225          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2226          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2227          * it too early on. Always use on-slab management when
2228          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2229          */
2230         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 5)) && !slab_early_init &&
2231             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2232                 /*
2233                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2234                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2235                  */
2236                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2237
2238         size = ALIGN(size, cachep->align);
2239         /*
2240          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2241          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2242          */
2243         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2244                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2245
2246         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, cachep->align, flags);
2247
2248         if (!cachep->num)
2249                 return -E2BIG;
2250
2251         freelist_size = calculate_freelist_size(cachep->num, cachep->align);
2252
2253         /*
2254          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2255          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2256          */
2257         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= freelist_size) {
2258                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2259                 left_over -= freelist_size;
2260         }
2261
2262         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2263                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2264                 freelist_size = calculate_freelist_size(cachep->num, 0);
2265
2266 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2267                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2268                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2269                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2270                  */
2271                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2272                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2273 #endif
2274         }
2275
2276         cachep->colour_off = cache_line_size();
2277         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2278         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2279                 cachep->colour_off = cachep->align;
2280         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2281         cachep->freelist_size = freelist_size;
2282         cachep->flags = flags;
2283         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2284         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2285                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2286         cachep->size = size;
2287         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2288
2289         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2290                 cachep->freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
2291                 /*
2292                  * This is a possibility for one of the kmalloc_{dma,}_caches.
2293                  * But since we go off slab only for object size greater than
2294                  * PAGE_SIZE/8, and kmalloc_{dma,}_caches get created
2295                  * in ascending order,this should not happen at all.
2296                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2297                  */
2298                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->freelist_cache));
2299         }
2300
2301         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2302         if (err) {
2303                 __kmem_cache_shutdown(cachep);
2304                 return err;
2305         }
2306
2307         return 0;
2308 }
2309
2310 #if DEBUG
2311 static void check_irq_off(void)
2312 {
2313         BUG_ON(!irqs_disabled());
2314 }
2315
2316 static void check_irq_on(void)
2317 {
2318         BUG_ON(irqs_disabled());
2319 }
2320
2321 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2322 {
2323 #ifdef CONFIG_SMP
2324         check_irq_off();
2325         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2326 #endif
2327 }
2328
2329 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2330 {
2331 #ifdef CONFIG_SMP
2332         check_irq_off();
2333         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2334 #endif
2335 }
2336
2337 #else
2338 #define check_irq_off() do { } while(0)
2339 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2340 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2341 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2342 #endif
2343
2344 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
2345                         struct array_cache *ac,
2346                         int force, int node);
2347
2348 static void do_drain(void *arg)
2349 {
2350         struct kmem_cache *cachep = arg;
2351         struct array_cache *ac;
2352         int node = numa_mem_id();
2353         struct kmem_cache_node *n;
2354         LIST_HEAD(list);
2355
2356         check_irq_off();
2357         ac = cpu_cache_get(cachep);
2358         n = get_node(cachep, node);
2359         spin_lock(&n->list_lock);
2360         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2361         spin_unlock(&n->list_lock);
2362         slabs_destroy(cachep, &list);
2363         ac->avail = 0;
2364 }
2365
2366 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2367 {
2368         struct kmem_cache_node *n;
2369         int node;
2370
2371         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2372         check_irq_on();
2373         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2374                 if (n->alien)
2375                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2376
2377         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2378                 drain_array(cachep, n, n->shared, 1, node);
2379 }
2380
2381 /*
2382  * Remove slabs from the list of free slabs.
2383  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2384  *
2385  * Returns the actual number of slabs released.
2386  */
2387 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2388                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2389 {
2390         struct list_head *p;
2391         int nr_freed;
2392         struct page *page;
2393
2394         nr_freed = 0;
2395         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2396
2397                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2398                 p = n->slabs_free.prev;
2399                 if (p == &n->slabs_free) {
2400                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2401                         goto out;
2402                 }
2403
2404                 page = list_entry(p, struct page, lru);
2405 #if DEBUG
2406                 BUG_ON(page->active);
2407 #endif
2408                 list_del(&page->lru);
2409                 /*
2410                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2411                  * to the cache.
2412                  */
2413                 n->free_objects -= cache->num;
2414                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2415                 slab_destroy(cache, page);
2416                 nr_freed++;
2417         }
2418 out:
2419         return nr_freed;
2420 }
2421
2422 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2423 {
2424         int ret = 0;
2425         int node;
2426         struct kmem_cache_node *n;
2427
2428         drain_cpu_caches(cachep);
2429
2430         check_irq_on();
2431         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2432                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
2433
2434                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2435                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2436         }
2437         return (ret ? 1 : 0);
2438 }
2439
2440 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2441 {
2442         int i;
2443         struct kmem_cache_node *n;
2444         int rc = __kmem_cache_shrink(cachep);
2445
2446         if (rc)
2447                 return rc;
2448
2449         for_each_online_cpu(i)
2450             kfree(cachep->array[i]);
2451
2452         /* NUMA: free the node structures */
2453         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2454                 kfree(n->shared);
2455                 free_alien_cache(n->alien);
2456                 kfree(n);
2457                 cachep->node[i] = NULL;
2458         }
2459         return 0;
2460 }
2461
2462 /*
2463  * Get the memory for a slab management obj.
2464  *
2465  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2466  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2467  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2468  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2469  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2470  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2471  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2472  *
2473  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2474  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2475  */
2476 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2477                                    struct page *page, int colour_off,
2478                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2479 {
2480         void *freelist;
2481         void *addr = page_address(page);
2482
2483         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2484                 /* Slab management obj is off-slab. */
2485                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2486                                               local_flags, nodeid);
2487                 if (!freelist)
2488                         return NULL;
2489         } else {
2490                 freelist = addr + colour_off;
2491                 colour_off += cachep->freelist_size;
2492         }
2493         page->active = 0;
2494         page->s_mem = addr + colour_off;
2495         return freelist;
2496 }
2497
2498 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2499 {
2500         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2501 }
2502
2503 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2504                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2505 {
2506         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2507 }
2508
2509 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2510                             struct page *page)
2511 {
2512         int i;
2513
2514         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2515                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2516 #if DEBUG
2517                 /* need to poison the objs? */
2518                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2519                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2520                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2521                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2522
2523                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2524                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2525                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2526                 }
2527                 /*
2528                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2529                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2530                  * They must also be threaded.
2531                  */
2532                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2533                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2534
2535                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2536                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2537                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2538                                            " end of an object");
2539                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2540                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2541                                            " start of an object");
2542                 }
2543                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2544                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2545                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2546                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2547 #else
2548                 if (cachep->ctor)
2549                         cachep->ctor(objp);
2550 #endif
2551                 set_obj_status(page, i, OBJECT_FREE);
2552                 set_free_obj(page, i, i);
2553         }
2554 }
2555
2556 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2557 {
2558         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2559                 if (flags & GFP_DMA)
2560                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2561                 else
2562                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2563         }
2564 }
2565
2566 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page,
2567                                 int nodeid)
2568 {
2569         void *objp;
2570
2571         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2572         page->active++;
2573 #if DEBUG
2574         WARN_ON(page_to_nid(virt_to_page(objp)) != nodeid);
2575 #endif
2576
2577         return objp;
2578 }
2579
2580 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page,
2581                                 void *objp, int nodeid)
2582 {
2583         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2584 #if DEBUG
2585         unsigned int i;
2586
2587         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2588         WARN_ON(page_to_nid(virt_to_page(objp)) != nodeid);
2589
2590         /* Verify double free bug */
2591         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2592                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2593                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2594                                         "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2595                         BUG();
2596                 }
2597         }
2598 #endif
2599         page->active--;
2600         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2601 }
2602
2603 /*
2604  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2605  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2606  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2607  */
2608 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2609                            void *freelist)
2610 {
2611         page->slab_cache = cache;
2612         page->freelist = freelist;
2613 }
2614
2615 /*
2616  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2617  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2618  */
2619 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2620                 gfp_t flags, int nodeid, struct page *page)
2621 {
2622         void *freelist;
2623         size_t offset;
2624         gfp_t local_flags;
2625         struct kmem_cache_node *n;
2626
2627         /*
2628          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2629          * critical path in kmem_cache_alloc().
2630          */
2631         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2632         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2633
2634         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2635         check_irq_off();
2636         n = get_node(cachep, nodeid);
2637         spin_lock(&n->list_lock);
2638
2639         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2640         offset = n->colour_next;
2641         n->colour_next++;
2642         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2643                 n->colour_next = 0;
2644         spin_unlock(&n->list_lock);
2645
2646         offset *= cachep->colour_off;
2647
2648         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2649                 local_irq_enable();
2650
2651         /*
2652          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2653          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2654          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2655          * will eventually be caught here (where it matters).
2656          */
2657         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2658
2659         /*
2660          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2661          * 'nodeid'.
2662          */
2663         if (!page)
2664                 page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2665         if (!page)
2666                 goto failed;
2667
2668         /* Get slab management. */
2669         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2670                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2671         if (!freelist)
2672                 goto opps1;
2673
2674         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2675
2676         cache_init_objs(cachep, page);
2677
2678         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2679                 local_irq_disable();
2680         check_irq_off();
2681         spin_lock(&n->list_lock);
2682
2683         /* Make slab active. */
2684         list_add_tail(&page->lru, &(n->slabs_free));
2685         STATS_INC_GROWN(cachep);
2686         n->free_objects += cachep->num;
2687         spin_unlock(&n->list_lock);
2688         return 1;
2689 opps1:
2690         kmem_freepages(cachep, page);
2691 failed:
2692         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2693                 local_irq_disable();
2694         return 0;
2695 }
2696
2697 #if DEBUG
2698
2699 /*
2700  * Perform extra freeing checks:
2701  * - detect bad pointers.
2702  * - POISON/RED_ZONE checking
2703  */
2704 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2705 {
2706         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2707                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2708                        (unsigned long)objp);
2709                 BUG();
2710         }
2711 }
2712
2713 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2714 {
2715         unsigned long long redzone1, redzone2;
2716
2717         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2718         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2719
2720         /*
2721          * Redzone is ok.
2722          */
2723         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2724                 return;
2725
2726         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2727                 slab_error(cache, "double free detected");
2728         else
2729                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2730
2731         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2732                         obj, redzone1, redzone2);
2733 }
2734
2735 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2736                                    unsigned long caller)
2737 {
2738         unsigned int objnr;
2739         struct page *page;
2740
2741         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2742
2743         objp -= obj_offset(cachep);
2744         kfree_debugcheck(objp);
2745         page = virt_to_head_page(objp);
2746
2747         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2748                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2749                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2750                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2751         }
2752         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2753                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2754
2755         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2756
2757         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2758         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2759
2760         set_obj_status(page, objnr, OBJECT_FREE);
2761         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2762 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2763                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2764                         store_stackinfo(cachep, objp, caller);
2765                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2766                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2767                 } else {
2768                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2769                 }
2770 #else
2771                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2772 #endif
2773         }
2774         return objp;
2775 }
2776
2777 #else
2778 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2779 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2780 #endif
2781
2782 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2783                                                         bool force_refill)
2784 {
2785         int batchcount;
2786         struct kmem_cache_node *n;
2787         struct array_cache *ac;
2788         int node;
2789
2790         check_irq_off();
2791         node = numa_mem_id();
2792         if (unlikely(force_refill))
2793                 goto force_grow;
2794 retry:
2795         ac = cpu_cache_get(cachep);
2796         batchcount = ac->batchcount;
2797         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2798                 /*
2799                  * If there was little recent activity on this cache, then
2800                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2801                  * refill bouncing.
2802                  */
2803                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2804         }
2805         n = get_node(cachep, node);
2806
2807         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2808         spin_lock(&n->list_lock);
2809
2810         /* See if we can refill from the shared array */
2811         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2812                 n->shared->touched = 1;
2813                 goto alloc_done;
2814         }
2815
2816         while (batchcount > 0) {
2817                 struct list_head *entry;
2818                 struct page *page;
2819                 /* Get slab alloc is to come from. */
2820                 entry = n->slabs_partial.next;
2821                 if (entry == &n->slabs_partial) {
2822                         n->free_touched = 1;
2823                         entry = n->slabs_free.next;
2824                         if (entry == &n->slabs_free)
2825                                 goto must_grow;
2826                 }
2827
2828                 page = list_entry(entry, struct page, lru);
2829                 check_spinlock_acquired(cachep);
2830
2831                 /*
2832                  * The slab was either on partial or free list so
2833                  * there must be at least one object available for
2834                  * allocation.
2835                  */
2836                 BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2837
2838                 while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2839                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2840                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2841                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2842
2843                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, page,
2844                                                                         node));
2845                 }
2846
2847                 /* move slabp to correct slabp list: */
2848                 list_del(&page->lru);
2849                 if (page->active == cachep->num)
2850                         list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
2851                 else
2852                         list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
2853         }
2854
2855 must_grow:
2856         n->free_objects -= ac->avail;
2857 alloc_done:
2858         spin_unlock(&n->list_lock);
2859
2860         if (unlikely(!ac->avail)) {
2861                 int x;
2862 force_grow:
2863                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
2864
2865                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2866                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2867                 node = numa_mem_id();
2868
2869                 /* no objects in sight? abort */
2870                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
2871                         return NULL;
2872
2873                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2874                         goto retry;
2875         }
2876         ac->touched = 1;
2877
2878         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
2879 }
2880
2881 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2882                                                 gfp_t flags)
2883 {
2884         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2885 #if DEBUG
2886         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2887 #endif
2888 }
2889
2890 #if DEBUG
2891 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2892                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
2893 {
2894         struct page *page;
2895
2896         if (!objp)
2897                 return objp;
2898         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2899 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2900                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2901                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2902                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
2903                 else
2904                         check_poison_obj(cachep, objp);
2905 #else
2906                 check_poison_obj(cachep, objp);
2907 #endif
2908                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2909         }
2910         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2911                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2912
2913         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2914                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2915                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2916                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2917                                                 " object was overwritten");
2918                         printk(KERN_ERR
2919                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2920                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2921                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2922                 }
2923                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2924                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2925         }
2926
2927         page = virt_to_head_page(objp);
2928         set_obj_status(page, obj_to_index(cachep, page, objp), OBJECT_ACTIVE);
2929         objp += obj_offset(cachep);
2930         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
2931                 cachep->ctor(objp);
2932         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
2933             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
2934                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
2935                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
2936         }
2937         return objp;
2938 }
2939 #else
2940 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2941 #endif
2942
2943 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2944 {
2945         if (unlikely(cachep == kmem_cache))
2946                 return false;
2947
2948         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
2949 }
2950
2951 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2952 {
2953         void *objp;
2954         struct array_cache *ac;
2955         bool force_refill = false;
2956
2957         check_irq_off();
2958
2959         ac = cpu_cache_get(cachep);
2960         if (likely(ac->avail)) {
2961                 ac->touched = 1;
2962                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
2963
2964                 /*
2965                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
2966                  * by the current flags
2967                  */
2968                 if (objp) {
2969                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2970                         goto out;
2971                 }
2972                 force_refill = true;
2973         }
2974
2975         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2976         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
2977         /*
2978          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
2979          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
2980          */
2981         ac = cpu_cache_get(cachep);
2982
2983 out:
2984         /*
2985          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
2986          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
2987          * treat the array pointers as a reference to the object.
2988          */
2989         if (objp)
2990                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
2991         return objp;
2992 }
2993
2994 #ifdef CONFIG_NUMA
2995 /*
2996  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
2997  *
2998  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
2999  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3000  */
3001 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3002 {
3003         int nid_alloc, nid_here;
3004
3005         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3006                 return NULL;
3007         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3008         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3009                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3010         else if (current->mempolicy)
3011                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
3012         if (nid_alloc != nid_here)
3013                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3014         return NULL;
3015 }
3016
3017 /*
3018  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3019  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3020  * available node for available objects. If that fails then we
3021  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3022  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3023  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3024  */
3025 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3026 {
3027         struct zonelist *zonelist;
3028         gfp_t local_flags;
3029         struct zoneref *z;
3030         struct zone *zone;
3031         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3032         void *obj = NULL;
3033         int nid;
3034         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3035
3036         if (flags & __GFP_THISNODE)
3037                 return NULL;
3038
3039         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3040
3041 retry_cpuset:
3042         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3043         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3044
3045 retry:
3046         /*
3047          * Look through allowed nodes for objects available
3048          * from existing per node queues.
3049          */
3050         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3051                 nid = zone_to_nid(zone);
3052
3053                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3054                         get_node(cache, nid) &&
3055                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3056                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3057                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3058                                 if (obj)
3059                                         break;
3060                 }
3061         }
3062
3063         if (!obj) {
3064                 /*
3065                  * This allocation will be performed within the constraints
3066                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3067                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3068                  * set and go into memory reserves if necessary.
3069                  */
3070                 struct page *page;
3071
3072                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3073                         local_irq_enable();
3074                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3075                 page = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3076                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3077                         local_irq_disable();
3078                 if (page) {
3079                         /*
3080                          * Insert into the appropriate per node queues
3081                          */
3082                         nid = page_to_nid(page);
3083                         if (cache_grow(cache, flags, nid, page)) {
3084                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3085                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3086                                 if (!obj)
3087                                         /*
3088                                          * Another processor may allocate the
3089                                          * objects in the slab since we are
3090                                          * not holding any locks.
3091                                          */
3092                                         goto retry;
3093                         } else {
3094                                 /* cache_grow already freed obj */
3095                                 obj = NULL;
3096                         }
3097                 }
3098         }
3099
3100         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3101                 goto retry_cpuset;
3102         return obj;
3103 }
3104
3105 /*
3106  * A interface to enable slab creation on nodeid
3107  */
3108 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3109                                 int nodeid)
3110 {
3111         struct list_head *entry;
3112         struct page *page;
3113         struct kmem_cache_node *n;
3114         void *obj;
3115         int x;
3116
3117         VM_BUG_ON(nodeid > num_online_nodes());
3118         n = get_node(cachep, nodeid);
3119         BUG_ON(!n);
3120
3121 retry:
3122         check_irq_off();
3123         spin_lock(&n->list_lock);
3124         entry = n->slabs_partial.next;
3125         if (entry == &n->slabs_partial) {
3126                 n->free_touched = 1;
3127                 entry = n->slabs_free.next;
3128                 if (entry == &n->slabs_free)
3129                         goto must_grow;
3130         }
3131
3132         page = list_entry(entry, struct page, lru);
3133         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3134
3135         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3136         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3137         STATS_SET_HIGH(cachep);
3138
3139         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3140
3141         obj = slab_get_obj(cachep, page, nodeid);
3142         n->free_objects--;
3143         /* move slabp to correct slabp list: */
3144         list_del(&page->lru);
3145
3146         if (page->active == cachep->num)
3147                 list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
3148         else
3149                 list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
3150
3151         spin_unlock(&n->list_lock);
3152         goto done;
3153
3154 must_grow:
3155         spin_unlock(&n->list_lock);
3156         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3157         if (x)
3158                 goto retry;
3159
3160         return fallback_alloc(cachep, flags);
3161
3162 done:
3163         return obj;
3164 }
3165
3166 static __always_inline void *
3167 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3168                    unsigned long caller)
3169 {
3170         unsigned long save_flags;
3171         void *ptr;
3172         int slab_node = numa_mem_id();
3173
3174         flags &= gfp_allowed_mask;
3175
3176         lockdep_trace_alloc(flags);
3177
3178         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3179                 return NULL;
3180
3181         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3182
3183         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3184         local_irq_save(save_flags);
3185
3186         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3187                 nodeid = slab_node;
3188
3189         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3190                 /* Node not bootstrapped yet */
3191                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3192                 goto out;
3193         }
3194
3195         if (nodeid == slab_node) {
3196                 /*
3197                  * Use the locally cached objects if possible.
3198                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3199                  * to other nodes. It may fail while we still have
3200                  * objects on other nodes available.
3201                  */
3202                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3203                 if (ptr)
3204                         goto out;
3205         }
3206         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3207         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3208   out:
3209         local_irq_restore(save_flags);
3210         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3211         kmemleak_alloc_recursive(ptr, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3212                                  flags);
3213
3214         if (likely(ptr)) {
3215                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, cachep->object_size);
3216                 if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3217                         memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3218         }
3219
3220         return ptr;
3221 }
3222
3223 static __always_inline void *
3224 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3225 {
3226         void *objp;
3227
3228         if (current->mempolicy || unlikely(current->flags & PF_SPREAD_SLAB)) {
3229                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3230                 if (objp)
3231                         goto out;
3232         }
3233         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3234
3235         /*
3236          * We may just have run out of memory on the local node.
3237          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3238          */
3239         if (!objp)
3240                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3241
3242   out:
3243         return objp;
3244 }
3245 #else
3246
3247 static __always_inline void *
3248 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3249 {
3250         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3251 }
3252
3253 #endif /* CONFIG_NUMA */
3254
3255 static __always_inline void *
3256 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3257 {
3258         unsigned long save_flags;
3259         void *objp;
3260
3261         flags &= gfp_allowed_mask;
3262
3263         lockdep_trace_alloc(flags);
3264
3265         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3266                 return NULL;
3267
3268         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3269
3270         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3271         local_irq_save(save_flags);
3272         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3273         local_irq_restore(save_flags);
3274         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3275         kmemleak_alloc_recursive(objp, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3276                                  flags);
3277         prefetchw(objp);
3278
3279         if (likely(objp)) {
3280                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, cachep->object_size);
3281                 if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3282                         memset(objp, 0, cachep->object_size);
3283         }
3284
3285         return objp;
3286 }
3287
3288 /*
3289  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3290  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3291  */
3292 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3293                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3294 {
3295         int i;
3296         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3297
3298         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3299                 void *objp;
3300                 struct page *page;
3301
3302                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3303                 objp = objpp[i];
3304
3305                 page = virt_to_head_page(objp);
3306                 list_del(&page->lru);
3307                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3308                 slab_put_obj(cachep, page, objp, node);
3309                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3310                 n->free_objects++;
3311
3312                 /* fixup slab chains */
3313                 if (page->active == 0) {
3314                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3315                                 n->free_objects -= cachep->num;
3316                                 list_add_tail(&page->lru, list);
3317                         } else {
3318                                 list_add(&page->lru, &n->slabs_free);
3319                         }
3320                 } else {
3321                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3322                          * partial list on free - maximum time for the
3323                          * other objects to be freed, too.
3324                          */
3325                         list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
3326                 }
3327         }
3328 }
3329
3330 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3331 {
3332         int batchcount;
3333         struct kmem_cache_node *n;
3334         int node = numa_mem_id();
3335         LIST_HEAD(list);
3336
3337         batchcount = ac->batchcount;
3338 #if DEBUG
3339         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3340 #endif
3341         check_irq_off();
3342         n = get_node(cachep, node);
3343         spin_lock(&n->list_lock);
3344         if (n->shared) {
3345                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3346                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3347                 if (max) {
3348                         if (batchcount > max)
3349                                 batchcount = max;
3350                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3351                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3352                         shared_array->avail += batchcount;
3353                         goto free_done;
3354                 }
3355         }
3356
3357         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3358 free_done:
3359 #if STATS
3360         {
3361                 int i = 0;
3362                 struct list_head *p;
3363
3364                 p = n->slabs_free.next;
3365                 while (p != &(n->slabs_free)) {
3366                         struct page *page;
3367
3368                         page = list_entry(p, struct page, lru);
3369                         BUG_ON(page->active);
3370
3371                         i++;
3372                         p = p->next;
3373                 }
3374                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3375         }
3376 #endif
3377         spin_unlock(&n->list_lock);
3378         slabs_destroy(cachep, &list);
3379         ac->avail -= batchcount;
3380         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3381 }
3382
3383 /*
3384  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3385  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3386  */
3387 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3388                                 unsigned long caller)
3389 {
3390         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3391
3392         check_irq_off();
3393         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3394         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3395
3396         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3397
3398         /*
3399          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3400          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3401          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3402          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3403          * the cache.
3404          */
3405         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3406                 return;
3407
3408         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3409                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3410         } else {
3411                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3412                 cache_flusharray(cachep, ac);
3413         }
3414
3415         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3416 }
3417
3418 /**
3419  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3420  * @cachep: The cache to allocate from.
3421  * @flags: See kmalloc().
3422  *
3423  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3424  * if the cache has no available objects.
3425  */
3426 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3427 {
3428         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3429
3430         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3431                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3432
3433         return ret;
3434 }
3435 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3436
3437 #ifdef CONFIG_TRACING
3438 void *
3439 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3440 {
3441         void *ret;
3442
3443         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3444
3445         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3446                       size, cachep->size, flags);
3447         return ret;
3448 }
3449 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3450 #endif
3451
3452 #ifdef CONFIG_NUMA
3453 /**
3454  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3455  * @cachep: The cache to allocate from.
3456  * @flags: See kmalloc().
3457  * @nodeid: node number of the target node.
3458  *
3459  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3460  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3461  *
3462  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3463  */
3464 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3465 {
3466         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3467
3468         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3469                                     cachep->object_size, cachep->size,
3470                                     flags, nodeid);
3471
3472         return ret;
3473 }
3474 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3475
3476 #ifdef CONFIG_TRACING
3477 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3478                                   gfp_t flags,
3479                                   int nodeid,
3480                                   size_t size)
3481 {
3482         void *ret;
3483
3484         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3485
3486         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3487                            size, cachep->size,
3488                            flags, nodeid);
3489         return ret;
3490 }
3491 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3492 #endif
3493
3494 static __always_inline void *
3495 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3496 {
3497         struct kmem_cache *cachep;
3498
3499         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3500         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3501                 return cachep;
3502         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3503 }
3504
3505 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3506 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3507 {
3508         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3509 }
3510 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3511
3512 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3513                 int node, unsigned long caller)
3514 {
3515         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3516 }
3517 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3518 #else
3519 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3520 {
3521         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, 0);
3522 }
3523 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3524 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3525 #endif /* CONFIG_NUMA */
3526
3527 /**
3528  * __do_kmalloc - allocate memory
3529  * @size: how many bytes of memory are required.
3530  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3531  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3532  */
3533 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3534                                           unsigned long caller)
3535 {
3536         struct kmem_cache *cachep;
3537         void *ret;
3538
3539         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3540         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3541                 return cachep;
3542         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3543
3544         trace_kmalloc(caller, ret,
3545                       size, cachep->size, flags);
3546
3547         return ret;
3548 }
3549
3550
3551 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3552 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3553 {
3554         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3555 }
3556 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3557
3558 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3559 {
3560         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3561 }
3562 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3563
3564 #else
3565 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3566 {
3567         return __do_kmalloc(size, flags, 0);
3568 }
3569 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3570 #endif
3571
3572 /**
3573  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3574  * @cachep: The cache the allocation was from.
3575  * @objp: The previously allocated object.
3576  *
3577  * Free an object which was previously allocated from this
3578  * cache.
3579  */
3580 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3581 {
3582         unsigned long flags;
3583         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3584         if (!cachep)
3585                 return;
3586
3587         local_irq_save(flags);
3588         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3589         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3590                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3591         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3592         local_irq_restore(flags);
3593
3594         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3595 }
3596 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3597
3598 /**
3599  * kfree - free previously allocated memory
3600  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3601  *
3602  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3603  *
3604  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3605  * or you will run into trouble.
3606  */
3607 void kfree(const void *objp)
3608 {
3609         struct kmem_cache *c;
3610         unsigned long flags;
3611
3612         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3613
3614         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3615                 return;
3616         local_irq_save(flags);
3617         kfree_debugcheck(objp);
3618         c = virt_to_cache(objp);
3619         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3620
3621         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3622         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3623         local_irq_restore(flags);
3624 }
3625 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3626
3627 /*
3628  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3629  */
3630 static int alloc_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3631 {
3632         int node;
3633         struct kmem_cache_node *n;
3634         struct array_cache *new_shared;
3635         struct alien_cache **new_alien = NULL;
3636
3637         for_each_online_node(node) {
3638
3639                 if (use_alien_caches) {
3640                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3641                         if (!new_alien)
3642                                 goto fail;
3643                 }
3644
3645                 new_shared = NULL;
3646                 if (cachep->shared) {
3647                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3648                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3649                                         0xbaadf00d, gfp);
3650                         if (!new_shared) {
3651                                 free_alien_cache(new_alien);
3652                                 goto fail;
3653                         }
3654                 }
3655
3656                 n = get_node(cachep, node);
3657                 if (n) {
3658                         struct array_cache *shared = n->shared;
3659                         LIST_HEAD(list);
3660
3661                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3662
3663                         if (shared)
3664                                 free_block(cachep, shared->entry,
3665                                                 shared->avail, node, &list);
3666
3667                         n->shared = new_shared;
3668                         if (!n->alien) {
3669                                 n->alien = new_alien;
3670                                 new_alien = NULL;
3671                         }
3672                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3673                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3674                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3675                         slabs_destroy(cachep, &list);
3676                         kfree(shared);
3677                         free_alien_cache(new_alien);
3678                         continue;
3679                 }
3680                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3681                 if (!n) {
3682                         free_alien_cache(new_alien);
3683                         kfree(new_shared);
3684                         goto fail;
3685                 }
3686
3687                 kmem_cache_node_init(n);
3688                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
3689                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
3690                 n->shared = new_shared;
3691                 n->alien = new_alien;
3692                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3693                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3694                 cachep->node[node] = n;
3695         }
3696         return 0;
3697
3698 fail:
3699         if (!cachep->list.next) {
3700                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3701                 node--;
3702                 while (node >= 0) {
3703                         n = get_node(cachep, node);
3704                         if (n) {
3705                                 kfree(n->shared);
3706                                 free_alien_cache(n->alien);
3707                                 kfree(n);
3708                                 cachep->node[node] = NULL;
3709                         }
3710                         node--;
3711                 }
3712         }
3713         return -ENOMEM;
3714 }
3715
3716 struct ccupdate_struct {
3717         struct kmem_cache *cachep;
3718         struct array_cache *new[0];
3719 };
3720
3721 static void do_ccupdate_local(void *info)
3722 {
3723         struct ccupdate_struct *new = info;
3724         struct array_cache *old;
3725
3726         check_irq_off();
3727         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3728
3729         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3730         new->new[smp_processor_id()] = old;
3731 }
3732
3733 /* Always called with the slab_mutex held */
3734 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3735                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3736 {
3737         struct ccupdate_struct *new;
3738         int i;
3739
3740         new = kzalloc(sizeof(*new) + nr_cpu_ids * sizeof(struct array_cache *),
3741                       gfp);
3742         if (!new)
3743                 return -ENOMEM;
3744
3745         for_each_online_cpu(i) {
3746                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
3747                                                 batchcount, gfp);
3748                 if (!new->new[i]) {
3749                         for (i--; i >= 0; i--)
3750                                 kfree(new->new[i]);
3751                         kfree(new);
3752                         return -ENOMEM;
3753                 }
3754         }
3755         new->cachep = cachep;
3756
3757         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3758
3759         check_irq_on();
3760         cachep->batchcount = batchcount;
3761         cachep->limit = limit;
3762         cachep->shared = shared;
3763
3764         for_each_online_cpu(i) {
3765                 LIST_HEAD(list);
3766                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3767                 int node;
3768                 struct kmem_cache_node *n;
3769
3770                 if (!ccold)
3771                         continue;
3772
3773                 node = cpu_to_mem(i);
3774                 n = get_node(cachep, node);
3775                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3776                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, node, &list);
3777                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3778                 slabs_destroy(cachep, &list);
3779                 kfree(ccold);
3780         }
3781         kfree(new);
3782         return alloc_kmem_cache_node(cachep, gfp);
3783 }
3784
3785 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3786                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3787 {
3788         int ret;
3789         struct kmem_cache *c = NULL;
3790         int i = 0;
3791
3792         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3793
3794         if (slab_state < FULL)
3795                 return ret;
3796
3797         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3798                 return ret;
3799
3800         VM_BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
3801         for_each_memcg_cache_index(i) {
3802                 c = cache_from_memcg_idx(cachep, i);
3803                 if (c)
3804                         /* return value determined by the parent cache only */
3805                         __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3806         }
3807
3808         return ret;
3809 }
3810
3811 /* Called with slab_mutex held always */
3812 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3813 {
3814         int err;
3815         int limit = 0;
3816         int shared = 0;
3817         int batchcount = 0;
3818
3819         if (!is_root_cache(cachep)) {
3820                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3821                 limit = root->limit;
3822                 shared = root->shared;
3823                 batchcount = root->batchcount;
3824         }
3825
3826         if (limit && shared && batchcount)
3827                 goto skip_setup;
3828         /*
3829          * The head array serves three purposes:
3830          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3831          * - reduce the number of spinlock operations.
3832          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3833          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3834          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3835          * Bonwick.
3836          */
3837         if (cachep->size > 131072)
3838                 limit = 1;
3839         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3840                 limit = 8;
3841         else if (cachep->size > 1024)
3842                 limit = 24;
3843         else if (cachep->size > 256)
3844                 limit = 54;
3845         else
3846                 limit = 120;
3847
3848         /*
3849          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3850          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3851          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3852          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3853          * replaces Bonwick's magazine layer.
3854          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3855          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3856          */
3857         shared = 0;
3858         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3859                 shared = 8;
3860
3861 #if DEBUG
3862         /*
3863          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3864          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3865          */
3866         if (limit > 32)
3867                 limit = 32;
3868 #endif
3869         batchcount = (limit + 1) / 2;
3870 skip_setup:
3871         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3872         if (err)
3873                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3874                        cachep->name, -err);
3875         return err;
3876 }
3877
3878 /*
3879  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3880  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3881  * if drain_array() is used on the shared array.
3882  */
3883 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3884                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3885 {
3886         LIST_HEAD(list);
3887         int tofree;
3888
3889         if (!ac || !ac->avail)
3890                 return;
3891         if (ac->touched && !force) {
3892                 ac->touched = 0;
3893         } else {
3894                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3895                 if (ac->avail) {
3896                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3897                         if (tofree > ac->avail)
3898                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3899                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, &list);
3900                         ac->avail -= tofree;
3901                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3902                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3903                 }
3904                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3905                 slabs_destroy(cachep, &list);
3906         }
3907 }
3908
3909 /**
3910  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3911  * @w: work descriptor
3912  *
3913  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3914  * Purpose:
3915  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3916  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3917  *
3918  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3919  * again on the next iteration.
3920  */
3921 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3922 {
3923         struct kmem_cache *searchp;
3924         struct kmem_cache_node *n;
3925         int node = numa_mem_id();
3926         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3927
3928         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3929                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3930                 goto out;
3931
3932         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3933                 check_irq_on();
3934
3935                 /*
3936                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
3937                  * have established with reasonable certainty that
3938                  * we can do some work if the lock was obtained.
3939                  */
3940                 n = get_node(searchp, node);
3941
3942                 reap_alien(searchp, n);
3943
3944                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3945
3946                 /*
3947                  * These are racy checks but it does not matter
3948                  * if we skip one check or scan twice.
3949                  */
3950                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
3951                         goto next;
3952
3953                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
3954
3955                 drain_array(searchp, n, n->shared, 0, node);
3956
3957                 if (n->free_touched)
3958                         n->free_touched = 0;
3959                 else {
3960                         int freed;
3961
3962                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
3963                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3964                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3965                 }
3966 next:
3967                 cond_resched();
3968         }
3969         check_irq_on();
3970         mutex_unlock(&slab_mutex);
3971         next_reap_node();
3972 out:
3973         /* Set up the next iteration */
3974         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
3975 }
3976
3977 #ifdef CONFIG_SLABINFO
3978 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
3979 {
3980         struct page *page;
3981         unsigned long active_objs;
3982         unsigned long num_objs;
3983         unsigned long active_slabs = 0;
3984         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3985         const char *name;
3986         char *error = NULL;
3987         int node;
3988         struct kmem_cache_node *n;
3989
3990         active_objs = 0;
3991         num_slabs = 0;
3992         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
3993
3994                 check_irq_on();
3995                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3996
3997                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
3998                         if (page->active != cachep->num && !error)
3999                                 error = "slabs_full accounting error";
4000                         active_objs += cachep->num;
4001                         active_slabs++;
4002                 }
4003                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
4004                         if (page->active == cachep->num && !error)
4005                                 error = "slabs_partial accounting error";
4006                         if (!page->active && !error)
4007                                 error = "slabs_partial accounting error";
4008                         active_objs += page->active;
4009                         active_slabs++;
4010                 }
4011                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
4012                         if (page->active && !error)
4013                                 error = "slabs_free accounting error";
4014                         num_slabs++;
4015                 }
4016                 free_objects += n->free_objects;
4017                 if (n->shared)
4018                         shared_avail += n->shared->avail;
4019
4020                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4021         }
4022         num_slabs += active_slabs;
4023         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4024         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4025                 error = "free_objects accounting error";
4026
4027         name = cachep->name;
4028         if (error)
4029                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4030
4031         sinfo->active_objs = active_objs;
4032         sinfo->num_objs = num_objs;
4033         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4034         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4035         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4036         sinfo->limit = cachep->limit;
4037         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4038         sinfo->shared = cachep->shared;
4039         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4040         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4041 }
4042
4043 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4044 {
4045 #if STATS
4046         {                       /* node stats */
4047                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4048                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4049                 unsigned long grown = cachep->grown;
4050                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4051                 unsigned long errors = cachep->errors;
4052                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4053                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4054                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4055                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4056
4057                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4058                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4059                            allocs, high, grown,
4060                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4061                            node_frees, overflows);
4062         }
4063         /* cpu stats */
4064         {
4065                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4066                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4067                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4068                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4069
4070                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4071                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4072         }
4073 #endif
4074 }
4075
4076 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4077 /**
4078  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4079  * @file: unused
4080  * @buffer: user buffer
4081  * @count: data length
4082  * @ppos: unused
4083  */
4084 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4085                        size_t count, loff_t *ppos)
4086 {
4087         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4088         int limit, batchcount, shared, res;
4089         struct kmem_cache *cachep;
4090
4091         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4092                 return -EINVAL;
4093         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4094                 return -EFAULT;
4095         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4096
4097         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4098         if (!tmp)
4099                 return -EINVAL;
4100         *tmp = '\0';
4101         tmp++;
4102         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4103                 return -EINVAL;
4104
4105         /* Find the cache in the chain of caches. */
4106         mutex_lock(&slab_mutex);
4107         res = -EINVAL;
4108         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4109                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4110                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4111                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4112                                 res = 0;
4113                         } else {
4114                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4115                                                        batchcount, shared,
4116                                                        GFP_KERNEL);
4117                         }
4118                         break;
4119                 }
4120         }
4121         mutex_unlock(&slab_mutex);
4122         if (res >= 0)
4123                 res = count;
4124         return res;
4125 }
4126
4127 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4128
4129 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4130 {
4131         mutex_lock(&slab_mutex);
4132         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4133 }
4134
4135 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4136 {
4137         unsigned long *p;
4138         int l;
4139         if (!v)
4140                 return 1;
4141         l = n[1];
4142         p = n + 2;
4143         while (l) {
4144                 int i = l/2;
4145                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4146                 if (*q == v) {
4147                         q[1]++;
4148                         return 1;
4149                 }
4150                 if (*q > v) {
4151                         l = i;
4152                 } else {
4153                         p = q + 2;
4154                         l -= i + 1;
4155                 }
4156         }
4157         if (++n[1] == n[0])
4158                 return 0;
4159         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4160         p[0] = v;
4161         p[1] = 1;
4162         return 1;
4163 }
4164
4165 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c,
4166                                                 struct page *page)
4167 {
4168         void *p;
4169         int i;
4170
4171         if (n[0] == n[1])
4172                 return;
4173         for (i = 0, p = page->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4174                 if (get_obj_status(page, i) != OBJECT_ACTIVE)
4175                         continue;
4176
4177                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4178                         return;
4179         }
4180 }
4181
4182 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4183 {
4184 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4185         unsigned long offset, size;
4186         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4187
4188         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4189                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4190                 if (modname[0])
4191                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4192                 return;
4193         }
4194 #endif
4195         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4196 }
4197
4198 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4199 {
4200         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4201         struct page *page;
4202         struct kmem_cache_node *n;
4203         const char *name;
4204         unsigned long *x = m->private;
4205         int node;
4206         int i;
4207
4208         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4209                 return 0;
4210         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4211                 return 0;
4212
4213         /* OK, we can do it */
4214
4215         x[1] = 0;
4216
4217         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4218
4219                 check_irq_on();
4220                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4221
4222                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
4223                         handle_slab(x, cachep, page);
4224                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
4225                         handle_slab(x, cachep, page);
4226                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4227         }
4228         name = cachep->name;
4229         if (x[0] == x[1]) {
4230                 /* Increase the buffer size */
4231                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4232                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4233                 if (!m->private) {
4234                         /* Too bad, we are really out */
4235                         m->private = x;
4236                         mutex_lock(&slab_mutex);
4237                         return -ENOMEM;
4238                 }
4239                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4240                 kfree(x);
4241                 mutex_lock(&slab_mutex);
4242                 /* Now make sure this entry will be retried */
4243                 m->count = m->size;
4244                 return 0;
4245         }
4246         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4247                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4248                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4249                 seq_putc(m, '\n');
4250         }
4251
4252         return 0;
4253 }
4254
4255 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4256         .start = leaks_start,
4257         .next = slab_next,
4258         .stop = slab_stop,
4259         .show = leaks_show,
4260 };
4261
4262 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4263 {
4264         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4265         int ret = -ENOMEM;
4266         if (n) {
4267                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4268                 if (!ret) {
4269                         struct seq_file *m = file->private_data;
4270                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4271                         m->private = n;
4272                         n = NULL;
4273                 }
4274                 kfree(n);
4275         }
4276         return ret;
4277 }
4278
4279 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4280         .open           = slabstats_open,
4281         .read           = seq_read,
4282         .llseek         = seq_lseek,
4283         .release        = seq_release_private,
4284 };
4285 #endif
4286
4287 static int __init slab_proc_init(void)
4288 {
4289 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4290         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4291 #endif
4292         return 0;
4293 }
4294 module_init(slab_proc_init);
4295 #endif
4296
4297 /**
4298  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4299  * @objp: Pointer to the object
4300  *
4301  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4302  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4303  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4304  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4305  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4306  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4307  * must not be freed during the duration of the call.
4308  */
4309 size_t ksize(const void *objp)
4310 {
4311         BUG_ON(!objp);
4312         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4313                 return 0;
4314
4315         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4316 }
4317 EXPORT_SYMBOL(ksize);