Merge tag 'mfd-for-linus-3.17' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/lee/mfd
[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 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
474
475 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
476 {
477         return cachep->array[smp_processor_id()];
478 }
479
480 static size_t calculate_freelist_size(int nr_objs, size_t align)
481 {
482         size_t freelist_size;
483
484         freelist_size = nr_objs * sizeof(freelist_idx_t);
485         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK))
486                 freelist_size += nr_objs * sizeof(char);
487
488         if (align)
489                 freelist_size = ALIGN(freelist_size, align);
490
491         return freelist_size;
492 }
493
494 static int calculate_nr_objs(size_t slab_size, size_t buffer_size,
495                                 size_t idx_size, size_t align)
496 {
497         int nr_objs;
498         size_t remained_size;
499         size_t freelist_size;
500         int extra_space = 0;
501
502         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK))
503                 extra_space = sizeof(char);
504         /*
505          * Ignore padding for the initial guess. The padding
506          * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
507          * least @align. In the worst case, this result will
508          * be one greater than the number of objects that fit
509          * into the memory allocation when taking the padding
510          * into account.
511          */
512         nr_objs = slab_size / (buffer_size + idx_size + extra_space);
513
514         /*
515          * This calculated number will be either the right
516          * amount, or one greater than what we want.
517          */
518         remained_size = slab_size - nr_objs * buffer_size;
519         freelist_size = calculate_freelist_size(nr_objs, align);
520         if (remained_size < freelist_size)
521                 nr_objs--;
522
523         return nr_objs;
524 }
525
526 /*
527  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
528  */
529 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
530                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
531                            unsigned int *num)
532 {
533         int nr_objs;
534         size_t mgmt_size;
535         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
536
537         /*
538          * The slab management structure can be either off the slab or
539          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
540          * slab is used for:
541          *
542          * - One unsigned int for each object
543          * - Padding to respect alignment of @align
544          * - @buffer_size bytes for each object
545          *
546          * If the slab management structure is off the slab, then the
547          * alignment will already be calculated into the size. Because
548          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
549          * correct alignment when allocated.
550          */
551         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
552                 mgmt_size = 0;
553                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
554
555         } else {
556                 nr_objs = calculate_nr_objs(slab_size, buffer_size,
557                                         sizeof(freelist_idx_t), align);
558                 mgmt_size = calculate_freelist_size(nr_objs, align);
559         }
560         *num = nr_objs;
561         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
562 }
563
564 #if DEBUG
565 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
566
567 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
568                         char *msg)
569 {
570         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
571                function, cachep->name, msg);
572         dump_stack();
573         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
574 }
575 #endif
576
577 /*
578  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
579  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
580  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
581  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
582  * line
583   */
584
585 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
586 static int __init noaliencache_setup(char *s)
587 {
588         use_alien_caches = 0;
589         return 1;
590 }
591 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
592
593 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
594 {
595         get_option(&str, &slab_max_order);
596         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
597                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
598         slab_max_order_set = true;
599
600         return 1;
601 }
602 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
603
604 #ifdef CONFIG_NUMA
605 /*
606  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
607  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
608  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
609  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
610  */
611 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
612
613 static void init_reap_node(int cpu)
614 {
615         int node;
616
617         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
618         if (node == MAX_NUMNODES)
619                 node = first_node(node_online_map);
620
621         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
622 }
623
624 static void next_reap_node(void)
625 {
626         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
627
628         node = next_node(node, node_online_map);
629         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
630                 node = first_node(node_online_map);
631         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
632 }
633
634 #else
635 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
636 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
637 #endif
638
639 /*
640  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
641  * via the workqueue/eventd.
642  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
643  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
644  * lock.
645  */
646 static void start_cpu_timer(int cpu)
647 {
648         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
649
650         /*
651          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
652          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
653          * at that time.
654          */
655         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
656                 init_reap_node(cpu);
657                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
658                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
659                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
660         }
661 }
662
663 static void init_arraycache(struct array_cache *ac, int limit, int batch)
664 {
665         /*
666          * The array_cache structures contain pointers to free object.
667          * However, when such objects are allocated or transferred to another
668          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
669          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
670          * not scan such objects.
671          */
672         kmemleak_no_scan(ac);
673         if (ac) {
674                 ac->avail = 0;
675                 ac->limit = limit;
676                 ac->batchcount = batch;
677                 ac->touched = 0;
678         }
679 }
680
681 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
682                                             int batchcount, gfp_t gfp)
683 {
684         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
685         struct array_cache *ac = NULL;
686
687         ac = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
688         init_arraycache(ac, entries, batchcount);
689         return ac;
690 }
691
692 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct page *page)
693 {
694         return PageSlabPfmemalloc(page);
695 }
696
697 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
698 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
699                                                 struct array_cache *ac)
700 {
701         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, numa_mem_id());
702         struct page *page;
703         unsigned long flags;
704
705         if (!pfmemalloc_active)
706                 return;
707
708         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
709         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
710                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
711                         goto out;
712
713         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
714                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
715                         goto out;
716
717         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
718                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
719                         goto out;
720
721         pfmemalloc_active = false;
722 out:
723         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
724 }
725
726 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
727                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
728 {
729         int i;
730         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
731
732         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
733         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
734                 struct kmem_cache_node *n;
735
736                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
737                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
738                         return objp;
739                 }
740
741                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
742                 for (i = 0; i < ac->avail; i++) {
743                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
744                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
745                                 objp = ac->entry[i];
746                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
747                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
748                                 return objp;
749                         }
750                 }
751
752                 /*
753                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
754                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
755                  */
756                 n = get_node(cachep, numa_mem_id());
757                 if (!list_empty(&n->slabs_free) && force_refill) {
758                         struct page *page = virt_to_head_page(objp);
759                         ClearPageSlabPfmemalloc(page);
760                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
761                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
762                         return objp;
763                 }
764
765                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
766                 ac->avail++;
767                 objp = NULL;
768         }
769
770         return objp;
771 }
772
773 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
774                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
775 {
776         void *objp;
777
778         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
779                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
780         else
781                 objp = ac->entry[--ac->avail];
782
783         return objp;
784 }
785
786 static void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
787                                                                 void *objp)
788 {
789         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
790                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
791                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
792                 if (PageSlabPfmemalloc(page))
793                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
794         }
795
796         return objp;
797 }
798
799 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
800                                                                 void *objp)
801 {
802         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
803                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
804
805         ac->entry[ac->avail++] = objp;
806 }
807
808 /*
809  * Transfer objects in one arraycache to another.
810  * Locking must be handled by the caller.
811  *
812  * Return the number of entries transferred.
813  */
814 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
815                 struct array_cache *from, unsigned int max)
816 {
817         /* Figure out how many entries to transfer */
818         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
819
820         if (!nr)
821                 return 0;
822
823         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
824                         sizeof(void *) *nr);
825
826         from->avail -= nr;
827         to->avail += nr;
828         return nr;
829 }
830
831 #ifndef CONFIG_NUMA
832
833 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
834 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
835
836 static inline struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node,
837                                                 int limit, gfp_t gfp)
838 {
839         return NULL;
840 }
841
842 static inline void free_alien_cache(struct alien_cache **ac_ptr)
843 {
844 }
845
846 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
847 {
848         return 0;
849 }
850
851 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
852                 gfp_t flags)
853 {
854         return NULL;
855 }
856
857 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
858                  gfp_t flags, int nodeid)
859 {
860         return NULL;
861 }
862
863 #else   /* CONFIG_NUMA */
864
865 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
866 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
867
868 static struct alien_cache *__alloc_alien_cache(int node, int entries,
869                                                 int batch, gfp_t gfp)
870 {
871         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct alien_cache);
872         struct alien_cache *alc = NULL;
873
874         alc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
875         init_arraycache(&alc->ac, entries, batch);
876         spin_lock_init(&alc->lock);
877         return alc;
878 }
879
880 static struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
881 {
882         struct alien_cache **alc_ptr;
883         size_t memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
884         int i;
885
886         if (limit > 1)
887                 limit = 12;
888         alc_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
889         if (!alc_ptr)
890                 return NULL;
891
892         for_each_node(i) {
893                 if (i == node || !node_online(i))
894                         continue;
895                 alc_ptr[i] = __alloc_alien_cache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
896                 if (!alc_ptr[i]) {
897                         for (i--; i >= 0; i--)
898                                 kfree(alc_ptr[i]);
899                         kfree(alc_ptr);
900                         return NULL;
901                 }
902         }
903         return alc_ptr;
904 }
905
906 static void free_alien_cache(struct alien_cache **alc_ptr)
907 {
908         int i;
909
910         if (!alc_ptr)
911                 return;
912         for_each_node(i)
913             kfree(alc_ptr[i]);
914         kfree(alc_ptr);
915 }
916
917 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
918                                 struct array_cache *ac, int node,
919                                 struct list_head *list)
920 {
921         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
922
923         if (ac->avail) {
924                 spin_lock(&n->list_lock);
925                 /*
926                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
927                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
928                  * into the free lists and getting them back later.
929                  */
930                 if (n->shared)
931                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
932
933                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, list);
934                 ac->avail = 0;
935                 spin_unlock(&n->list_lock);
936         }
937 }
938
939 /*
940  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
941  */
942 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
943 {
944         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
945
946         if (n->alien) {
947                 struct alien_cache *alc = n->alien[node];
948                 struct array_cache *ac;
949
950                 if (alc) {
951                         ac = &alc->ac;
952                         if (ac->avail && spin_trylock_irq(&alc->lock)) {
953                                 LIST_HEAD(list);
954
955                                 __drain_alien_cache(cachep, ac, node, &list);
956                                 spin_unlock_irq(&alc->lock);
957                                 slabs_destroy(cachep, &list);
958                         }
959                 }
960         }
961 }
962
963 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
964                                 struct alien_cache **alien)
965 {
966         int i = 0;
967         struct alien_cache *alc;
968         struct array_cache *ac;
969         unsigned long flags;
970
971         for_each_online_node(i) {
972                 alc = alien[i];
973                 if (alc) {
974                         LIST_HEAD(list);
975
976                         ac = &alc->ac;
977                         spin_lock_irqsave(&alc->lock, flags);
978                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i, &list);
979                         spin_unlock_irqrestore(&alc->lock, flags);
980                         slabs_destroy(cachep, &list);
981                 }
982         }
983 }
984
985 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
986 {
987         int nodeid = page_to_nid(virt_to_page(objp));
988         struct kmem_cache_node *n;
989         struct alien_cache *alien = NULL;
990         struct array_cache *ac;
991         int node;
992         LIST_HEAD(list);
993
994         node = numa_mem_id();
995
996         /*
997          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
998          * cache on this cpu.
999          */
1000         if (likely(nodeid == node))
1001                 return 0;
1002
1003         n = get_node(cachep, node);
1004         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1005         if (n->alien && n->alien[nodeid]) {
1006                 alien = n->alien[nodeid];
1007                 ac = &alien->ac;
1008                 spin_lock(&alien->lock);
1009                 if (unlikely(ac->avail == ac->limit)) {
1010                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1011                         __drain_alien_cache(cachep, ac, nodeid, &list);
1012                 }
1013                 ac_put_obj(cachep, ac, objp);
1014                 spin_unlock(&alien->lock);
1015                 slabs_destroy(cachep, &list);
1016         } else {
1017                 n = get_node(cachep, nodeid);
1018                 spin_lock(&n->list_lock);
1019                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid, &list);
1020                 spin_unlock(&n->list_lock);
1021                 slabs_destroy(cachep, &list);
1022         }
1023         return 1;
1024 }
1025 #endif
1026
1027 /*
1028  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
1029  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
1030  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1031  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
1032  * already in use.
1033  *
1034  * Must hold slab_mutex.
1035  */
1036 static int init_cache_node_node(int node)
1037 {
1038         struct kmem_cache *cachep;
1039         struct kmem_cache_node *n;
1040         const size_t memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
1041
1042         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1043                 /*
1044                  * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
1045                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1046                  * node has not already allocated this
1047                  */
1048                 n = get_node(cachep, node);
1049                 if (!n) {
1050                         n = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1051                         if (!n)
1052                                 return -ENOMEM;
1053                         kmem_cache_node_init(n);
1054                         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1055                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1056
1057                         /*
1058                          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
1059                          * come and go.  slab_mutex is sufficient
1060                          * protection here.
1061                          */
1062                         cachep->node[node] = n;
1063                 }
1064
1065                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1066                 n->free_limit =
1067                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1068                         cachep->batchcount + cachep->num;
1069                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1070         }
1071         return 0;
1072 }
1073
1074 static inline int slabs_tofree(struct kmem_cache *cachep,
1075                                                 struct kmem_cache_node *n)
1076 {
1077         return (n->free_objects + cachep->num - 1) / cachep->num;
1078 }
1079
1080 static void cpuup_canceled(long cpu)
1081 {
1082         struct kmem_cache *cachep;
1083         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1084         int node = cpu_to_mem(cpu);
1085         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1086
1087         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1088                 struct array_cache *nc;
1089                 struct array_cache *shared;
1090                 struct alien_cache **alien;
1091                 LIST_HEAD(list);
1092
1093                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1094                 nc = cachep->array[cpu];
1095                 cachep->array[cpu] = NULL;
1096                 n = get_node(cachep, node);
1097
1098                 if (!n)
1099                         goto free_array_cache;
1100
1101                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1102
1103                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
1104                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
1105                 if (nc)
1106                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node, &list);
1107
1108                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1109                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1110                         goto free_array_cache;
1111                 }
1112
1113                 shared = n->shared;
1114                 if (shared) {
1115                         free_block(cachep, shared->entry,
1116                                    shared->avail, node, &list);
1117                         n->shared = NULL;
1118                 }
1119
1120                 alien = n->alien;
1121                 n->alien = NULL;
1122
1123                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1124
1125                 kfree(shared);
1126                 if (alien) {
1127                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1128                         free_alien_cache(alien);
1129                 }
1130 free_array_cache:
1131                 slabs_destroy(cachep, &list);
1132                 kfree(nc);
1133         }
1134         /*
1135          * In the previous loop, all the objects were freed to
1136          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1137          * shrink each nodelist to its limit.
1138          */
1139         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1140                 n = get_node(cachep, node);
1141                 if (!n)
1142                         continue;
1143                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1144         }
1145 }
1146
1147 static int cpuup_prepare(long cpu)
1148 {
1149         struct kmem_cache *cachep;
1150         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1151         int node = cpu_to_mem(cpu);
1152         int err;
1153
1154         /*
1155          * We need to do this right in the beginning since
1156          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1157          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1158          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1159          */
1160         err = init_cache_node_node(node);
1161         if (err < 0)
1162                 goto bad;
1163
1164         /*
1165          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1166          * array caches
1167          */
1168         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1169                 struct array_cache *nc;
1170                 struct array_cache *shared = NULL;
1171                 struct alien_cache **alien = NULL;
1172
1173                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1174                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1175                 if (!nc)
1176                         goto bad;
1177                 if (cachep->shared) {
1178                         shared = alloc_arraycache(node,
1179                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1180                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1181                         if (!shared) {
1182                                 kfree(nc);
1183                                 goto bad;
1184                         }
1185                 }
1186                 if (use_alien_caches) {
1187                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1188                         if (!alien) {
1189                                 kfree(shared);
1190                                 kfree(nc);
1191                                 goto bad;
1192                         }
1193                 }
1194                 cachep->array[cpu] = nc;
1195                 n = get_node(cachep, node);
1196                 BUG_ON(!n);
1197
1198                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1199                 if (!n->shared) {
1200                         /*
1201                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1202                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1203                          */
1204                         n->shared = shared;
1205                         shared = NULL;
1206                 }
1207 #ifdef CONFIG_NUMA
1208                 if (!n->alien) {
1209                         n->alien = alien;
1210                         alien = NULL;
1211                 }
1212 #endif
1213                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1214                 kfree(shared);
1215                 free_alien_cache(alien);
1216         }
1217
1218         return 0;
1219 bad:
1220         cpuup_canceled(cpu);
1221         return -ENOMEM;
1222 }
1223
1224 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1225                                     unsigned long action, void *hcpu)
1226 {
1227         long cpu = (long)hcpu;
1228         int err = 0;
1229
1230         switch (action) {
1231         case CPU_UP_PREPARE:
1232         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1233                 mutex_lock(&slab_mutex);
1234                 err = cpuup_prepare(cpu);
1235                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1236                 break;
1237         case CPU_ONLINE:
1238         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1239                 start_cpu_timer(cpu);
1240                 break;
1241 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1242         case CPU_DOWN_PREPARE:
1243         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1244                 /*
1245                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1246                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1247                  * anything expensive but will only modify reap_work
1248                  * and reschedule the timer.
1249                 */
1250                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1251                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1252                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1253                 break;
1254         case CPU_DOWN_FAILED:
1255         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1256                 start_cpu_timer(cpu);
1257                 break;
1258         case CPU_DEAD:
1259         case CPU_DEAD_FROZEN:
1260                 /*
1261                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1262                  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between
1263                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1264                  * memory from the node of the cpu going down.  The node
1265                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1266                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1267                  */
1268                 /* fall through */
1269 #endif
1270         case CPU_UP_CANCELED:
1271         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1272                 mutex_lock(&slab_mutex);
1273                 cpuup_canceled(cpu);
1274                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1275                 break;
1276         }
1277         return notifier_from_errno(err);
1278 }
1279
1280 static struct notifier_block cpucache_notifier = {
1281         &cpuup_callback, NULL, 0
1282 };
1283
1284 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1285 /*
1286  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1287  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1288  * removed.
1289  *
1290  * Must hold slab_mutex.
1291  */
1292 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1293 {
1294         struct kmem_cache *cachep;
1295         int ret = 0;
1296
1297         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1298                 struct kmem_cache_node *n;
1299
1300                 n = get_node(cachep, node);
1301                 if (!n)
1302                         continue;
1303
1304                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1305
1306                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1307                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1308                         ret = -EBUSY;
1309                         break;
1310                 }
1311         }
1312         return ret;
1313 }
1314
1315 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1316                                         unsigned long action, void *arg)
1317 {
1318         struct memory_notify *mnb = arg;
1319         int ret = 0;
1320         int nid;
1321
1322         nid = mnb->status_change_nid;
1323         if (nid < 0)
1324                 goto out;
1325
1326         switch (action) {
1327         case MEM_GOING_ONLINE:
1328                 mutex_lock(&slab_mutex);
1329                 ret = init_cache_node_node(nid);
1330                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1331                 break;
1332         case MEM_GOING_OFFLINE:
1333                 mutex_lock(&slab_mutex);
1334                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1335                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1336                 break;
1337         case MEM_ONLINE:
1338         case MEM_OFFLINE:
1339         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1340         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1341                 break;
1342         }
1343 out:
1344         return notifier_from_errno(ret);
1345 }
1346 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1347
1348 /*
1349  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1350  */
1351 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1352                                 int nodeid)
1353 {
1354         struct kmem_cache_node *ptr;
1355
1356         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1357         BUG_ON(!ptr);
1358
1359         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1360         /*
1361          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1362          */
1363         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1364
1365         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1366         cachep->node[nodeid] = ptr;
1367 }
1368
1369 /*
1370  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1371  * size of kmem_cache_node.
1372  */
1373 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1374 {
1375         int node;
1376
1377         for_each_online_node(node) {
1378                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1379                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1380                     REAPTIMEOUT_NODE +
1381                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1382         }
1383 }
1384
1385 /*
1386  * The memory after the last cpu cache pointer is used for the
1387  * the node pointer.
1388  */
1389 static void setup_node_pointer(struct kmem_cache *cachep)
1390 {
1391         cachep->node = (struct kmem_cache_node **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
1392 }
1393
1394 /*
1395  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1396  * before smp_init().
1397  */
1398 void __init kmem_cache_init(void)
1399 {
1400         int i;
1401
1402         BUILD_BUG_ON(sizeof(((struct page *)NULL)->lru) <
1403                                         sizeof(struct rcu_head));
1404         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1405         setup_node_pointer(kmem_cache);
1406
1407         if (num_possible_nodes() == 1)
1408                 use_alien_caches = 0;
1409
1410         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1411                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1412
1413         set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1414
1415         /*
1416          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1417          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1418          * not overridden on the command line.
1419          */
1420         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1421                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1422
1423         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1424          * from caches that do not exist yet:
1425          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1426          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1427          *    kmem_cache is statically allocated.
1428          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1429          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1430          *    array at the end of the bootstrap.
1431          * 2) Create the first kmalloc cache.
1432          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1433          *    An __init data area is used for the head array.
1434          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1435          *    head arrays.
1436          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1437          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1438          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1439          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1440          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1441          */
1442
1443         /* 1) create the kmem_cache */
1444
1445         /*
1446          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1447          */
1448         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1449                 offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1450                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1451                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1452         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1453
1454         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1455
1456         /*
1457          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1458          * kmem_cache_node structures first.  Without this, further allocations will
1459          * bug.
1460          */
1461
1462         kmalloc_caches[INDEX_AC] = create_kmalloc_cache("kmalloc-ac",
1463                                         kmalloc_size(INDEX_AC), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1464
1465         if (INDEX_AC != INDEX_NODE)
1466                 kmalloc_caches[INDEX_NODE] =
1467                         create_kmalloc_cache("kmalloc-node",
1468                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1469
1470         slab_early_init = 0;
1471
1472         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1473         {
1474                 struct array_cache *ptr;
1475
1476                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1477
1478                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmem_cache),
1479                        sizeof(struct arraycache_init));
1480
1481                 kmem_cache->array[smp_processor_id()] = ptr;
1482
1483                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1484
1485                 BUG_ON(cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC])
1486                        != &initarray_generic.cache);
1487                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC]),
1488                        sizeof(struct arraycache_init));
1489
1490                 kmalloc_caches[INDEX_AC]->array[smp_processor_id()] = ptr;
1491         }
1492         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1493         {
1494                 int nid;
1495
1496                 for_each_online_node(nid) {
1497                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1498
1499                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_AC],
1500                                   &init_kmem_cache_node[SIZE_AC + nid], nid);
1501
1502                         if (INDEX_AC != INDEX_NODE) {
1503                                 init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1504                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1505                         }
1506                 }
1507         }
1508
1509         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1510 }
1511
1512 void __init kmem_cache_init_late(void)
1513 {
1514         struct kmem_cache *cachep;
1515
1516         slab_state = UP;
1517
1518         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1519         mutex_lock(&slab_mutex);
1520         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1521                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1522                         BUG();
1523         mutex_unlock(&slab_mutex);
1524
1525         /* Done! */
1526         slab_state = FULL;
1527
1528         /*
1529          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1530          * cpu_cache_get for all new cpus
1531          */
1532         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1533
1534 #ifdef CONFIG_NUMA
1535         /*
1536          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1537          * node.
1538          */
1539         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1540 #endif
1541
1542         /*
1543          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1544          * of the kernel is not yet operational.
1545          */
1546 }
1547
1548 static int __init cpucache_init(void)
1549 {
1550         int cpu;
1551
1552         /*
1553          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1554          */
1555         for_each_online_cpu(cpu)
1556                 start_cpu_timer(cpu);
1557
1558         /* Done! */
1559         slab_state = FULL;
1560         return 0;
1561 }
1562 __initcall(cpucache_init);
1563
1564 static noinline void
1565 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1566 {
1567 #if DEBUG
1568         struct kmem_cache_node *n;
1569         struct page *page;
1570         unsigned long flags;
1571         int node;
1572         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1573                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1574
1575         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1576                 return;
1577
1578         printk(KERN_WARNING
1579                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1580                 nodeid, gfpflags);
1581         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1582                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1583
1584         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1585                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1586                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1587
1588                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1589                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
1590                         active_objs += cachep->num;
1591                         active_slabs++;
1592                 }
1593                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
1594                         active_objs += page->active;
1595                         active_slabs++;
1596                 }
1597                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
1598                         num_slabs++;
1599
1600                 free_objects += n->free_objects;
1601                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1602
1603                 num_slabs += active_slabs;
1604                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1605                 printk(KERN_WARNING
1606                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1607                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1608                         free_objects);
1609         }
1610 #endif
1611 }
1612
1613 /*
1614  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1615  * kmem_cache_node ->list_lock.
1616  *
1617  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1618  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1619  * would be relatively rare and ignorable.
1620  */
1621 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1622                                                                 int nodeid)
1623 {
1624         struct page *page;
1625         int nr_pages;
1626
1627         flags |= cachep->allocflags;
1628         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1629                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1630
1631         if (memcg_charge_slab(cachep, flags, cachep->gfporder))
1632                 return NULL;
1633
1634         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1635         if (!page) {
1636                 memcg_uncharge_slab(cachep, cachep->gfporder);
1637                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1638                 return NULL;
1639         }
1640
1641         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1642         if (unlikely(page->pfmemalloc))
1643                 pfmemalloc_active = true;
1644
1645         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1646         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1647                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1648                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1649         else
1650                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1651                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1652         __SetPageSlab(page);
1653         if (page->pfmemalloc)
1654                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1655
1656         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1657                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1658
1659                 if (cachep->ctor)
1660                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1661                 else
1662                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1663         }
1664
1665         return page;
1666 }
1667
1668 /*
1669  * Interface to system's page release.
1670  */
1671 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1672 {
1673         const unsigned long nr_freed = (1 << cachep->gfporder);
1674
1675         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1676
1677         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1678                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1679                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1680         else
1681                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1682                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1683
1684         BUG_ON(!PageSlab(page));
1685         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1686         __ClearPageSlab(page);
1687         page_mapcount_reset(page);
1688         page->mapping = NULL;
1689
1690         if (current->reclaim_state)
1691                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1692         __free_pages(page, cachep->gfporder);
1693         memcg_uncharge_slab(cachep, cachep->gfporder);
1694 }
1695
1696 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1697 {
1698         struct kmem_cache *cachep;
1699         struct page *page;
1700
1701         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1702         cachep = page->slab_cache;
1703
1704         kmem_freepages(cachep, page);
1705 }
1706
1707 #if DEBUG
1708
1709 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1710 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1711                             unsigned long caller)
1712 {
1713         int size = cachep->object_size;
1714
1715         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1716
1717         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1718                 return;
1719
1720         *addr++ = 0x12345678;
1721         *addr++ = caller;
1722         *addr++ = smp_processor_id();
1723         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1724         {
1725                 unsigned long *sptr = &caller;
1726                 unsigned long svalue;
1727
1728                 while (!kstack_end(sptr)) {
1729                         svalue = *sptr++;
1730                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1731                                 *addr++ = svalue;
1732                                 size -= sizeof(unsigned long);
1733                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1734                                         break;
1735                         }
1736                 }
1737
1738         }
1739         *addr++ = 0x87654321;
1740 }
1741 #endif
1742
1743 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1744 {
1745         int size = cachep->object_size;
1746         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1747
1748         memset(addr, val, size);
1749         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1750 }
1751
1752 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1753 {
1754         int i;
1755         unsigned char error = 0;
1756         int bad_count = 0;
1757
1758         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1759         for (i = 0; i < limit; i++) {
1760                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1761                         error = data[offset + i];
1762                         bad_count++;
1763                 }
1764         }
1765         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1766                         &data[offset], limit, 1);
1767
1768         if (bad_count == 1) {
1769                 error ^= POISON_FREE;
1770                 if (!(error & (error - 1))) {
1771                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1772                                         "bad RAM.\n");
1773 #ifdef CONFIG_X86
1774                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1775                                         "test tool.\n");
1776 #else
1777                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1778 #endif
1779                 }
1780         }
1781 }
1782 #endif
1783
1784 #if DEBUG
1785
1786 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1787 {
1788         int i, size;
1789         char *realobj;
1790
1791         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1792                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1793                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1794                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1795         }
1796
1797         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1798                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1799                        *dbg_userword(cachep, objp),
1800                        *dbg_userword(cachep, objp));
1801         }
1802         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1803         size = cachep->object_size;
1804         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1805                 int limit;
1806                 limit = 16;
1807                 if (i + limit > size)
1808                         limit = size - i;
1809                 dump_line(realobj, i, limit);
1810         }
1811 }
1812
1813 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1814 {
1815         char *realobj;
1816         int size, i;
1817         int lines = 0;
1818
1819         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1820         size = cachep->object_size;
1821
1822         for (i = 0; i < size; i++) {
1823                 char exp = POISON_FREE;
1824                 if (i == size - 1)
1825                         exp = POISON_END;
1826                 if (realobj[i] != exp) {
1827                         int limit;
1828                         /* Mismatch ! */
1829                         /* Print header */
1830                         if (lines == 0) {
1831                                 printk(KERN_ERR
1832                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1833                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
1834                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1835                         }
1836                         /* Hexdump the affected line */
1837                         i = (i / 16) * 16;
1838                         limit = 16;
1839                         if (i + limit > size)
1840                                 limit = size - i;
1841                         dump_line(realobj, i, limit);
1842                         i += 16;
1843                         lines++;
1844                         /* Limit to 5 lines */
1845                         if (lines > 5)
1846                                 break;
1847                 }
1848         }
1849         if (lines != 0) {
1850                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1851                  * exist:
1852                  */
1853                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1854                 unsigned int objnr;
1855
1856                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1857                 if (objnr) {
1858                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1859                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1860                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1861                                realobj, size);
1862                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1863                 }
1864                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1865                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1866                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1867                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1868                                realobj, size);
1869                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1870                 }
1871         }
1872 }
1873 #endif
1874
1875 #if DEBUG
1876 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1877                                                 struct page *page)
1878 {
1879         int i;
1880         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1881                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1882
1883                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1884 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1885                         if (cachep->size % PAGE_SIZE == 0 &&
1886                                         OFF_SLAB(cachep))
1887                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1888                                         cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
1889                         else
1890                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1891 #else
1892                         check_poison_obj(cachep, objp);
1893 #endif
1894                 }
1895                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1896                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1897                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1898                                            "was overwritten");
1899                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1900                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1901                                            "was overwritten");
1902                 }
1903         }
1904 }
1905 #else
1906 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1907                                                 struct page *page)
1908 {
1909 }
1910 #endif
1911
1912 /**
1913  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1914  * @cachep: cache pointer being destroyed
1915  * @page: page pointer being destroyed
1916  *
1917  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1918  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1919  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1920  */
1921 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1922 {
1923         void *freelist;
1924
1925         freelist = page->freelist;
1926         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1927         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1928                 struct rcu_head *head;
1929
1930                 /*
1931                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU.
1932                  * slab_page has been overloeaded over the LRU,
1933                  * however it is not used from now on so that
1934                  * we can use it safely.
1935                  */
1936                 head = (void *)&page->rcu_head;
1937                 call_rcu(head, kmem_rcu_free);
1938
1939         } else {
1940                 kmem_freepages(cachep, page);
1941         }
1942
1943         /*
1944          * From now on, we don't use freelist
1945          * although actual page can be freed in rcu context
1946          */
1947         if (OFF_SLAB(cachep))
1948                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1949 }
1950
1951 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1952 {
1953         struct page *page, *n;
1954
1955         list_for_each_entry_safe(page, n, list, lru) {
1956                 list_del(&page->lru);
1957                 slab_destroy(cachep, page);
1958         }
1959 }
1960
1961 /**
1962  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1963  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1964  * @size: size of objects to be created in this cache.
1965  * @align: required alignment for the objects.
1966  * @flags: slab allocation flags
1967  *
1968  * Also calculates the number of objects per slab.
1969  *
1970  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1971  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1972  * towards high-order requests, this should be changed.
1973  */
1974 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1975                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
1976 {
1977         unsigned long offslab_limit;
1978         size_t left_over = 0;
1979         int gfporder;
1980
1981         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1982                 unsigned int num;
1983                 size_t remainder;
1984
1985                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
1986                 if (!num)
1987                         continue;
1988
1989                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1990                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1991                         break;
1992
1993                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1994                         size_t freelist_size_per_obj = sizeof(freelist_idx_t);
1995                         /*
1996                          * Max number of objs-per-slab for caches which
1997                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
1998                          * looping condition in cache_grow().
1999                          */
2000                         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK))
2001                                 freelist_size_per_obj += sizeof(char);
2002                         offslab_limit = size;
2003                         offslab_limit /= freelist_size_per_obj;
2004
2005                         if (num > offslab_limit)
2006                                 break;
2007                 }
2008
2009                 /* Found something acceptable - save it away */
2010                 cachep->num = num;
2011                 cachep->gfporder = gfporder;
2012                 left_over = remainder;
2013
2014                 /*
2015                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2016                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2017                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2018                  */
2019                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2020                         break;
2021
2022                 /*
2023                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2024                  * currently bad for the gfp()s.
2025                  */
2026                 if (gfporder >= slab_max_order)
2027                         break;
2028
2029                 /*
2030                  * Acceptable internal fragmentation?
2031                  */
2032                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2033                         break;
2034         }
2035         return left_over;
2036 }
2037
2038 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2039 {
2040         if (slab_state >= FULL)
2041                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2042
2043         if (slab_state == DOWN) {
2044                 /*
2045                  * Note: Creation of first cache (kmem_cache).
2046                  * The setup_node is taken care
2047                  * of by the caller of __kmem_cache_create
2048                  */
2049                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2050                 slab_state = PARTIAL;
2051         } else if (slab_state == PARTIAL) {
2052                 /*
2053                  * Note: the second kmem_cache_create must create the cache
2054                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2055                  * further caches will BUG().
2056                  */
2057                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2058
2059                 /*
2060                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_cache_node)) is
2061                  * the second cache, then we need to set up all its node/,
2062                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2063                  */
2064                 set_up_node(cachep, SIZE_AC);
2065                 if (INDEX_AC == INDEX_NODE)
2066                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2067                 else
2068                         slab_state = PARTIAL_ARRAYCACHE;
2069         } else {
2070                 /* Remaining boot caches */
2071                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2072                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2073
2074                 if (slab_state == PARTIAL_ARRAYCACHE) {
2075                         set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
2076                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2077                 } else {
2078                         int node;
2079                         for_each_online_node(node) {
2080                                 cachep->node[node] =
2081                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node),
2082                                                 gfp, node);
2083                                 BUG_ON(!cachep->node[node]);
2084                                 kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
2085                         }
2086                 }
2087         }
2088         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
2089                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
2090                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
2091
2092         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2093         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2094         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2095         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2096         cachep->batchcount = 1;
2097         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2098         return 0;
2099 }
2100
2101 /**
2102  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2103  * @cachep: cache management descriptor
2104  * @flags: SLAB flags
2105  *
2106  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2107  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2108  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2109  *
2110  * The flags are
2111  *
2112  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2113  * to catch references to uninitialised memory.
2114  *
2115  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2116  * for buffer overruns.
2117  *
2118  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2119  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2120  * as davem.
2121  */
2122 int
2123 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2124 {
2125         size_t left_over, freelist_size, ralign;
2126         gfp_t gfp;
2127         int err;
2128         size_t size = cachep->size;
2129
2130 #if DEBUG
2131 #if FORCED_DEBUG
2132         /*
2133          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2134          * large objects, if the increased size would increase the object size
2135          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2136          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2137          */
2138         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2139                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2140                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2141         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2142                 flags |= SLAB_POISON;
2143 #endif
2144         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2145                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2146 #endif
2147
2148         /*
2149          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2150          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2151          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2152          */
2153         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2154                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2155                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2156         }
2157
2158         /*
2159          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2160          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2161          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2162          */
2163         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2164                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2165
2166         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2167                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2168                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2169                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2170                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2171                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2172         }
2173
2174         /* 3) caller mandated alignment */
2175         if (ralign < cachep->align) {
2176                 ralign = cachep->align;
2177         }
2178         /* disable debug if necessary */
2179         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2180                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2181         /*
2182          * 4) Store it.
2183          */
2184         cachep->align = ralign;
2185
2186         if (slab_is_available())
2187                 gfp = GFP_KERNEL;
2188         else
2189                 gfp = GFP_NOWAIT;
2190
2191         setup_node_pointer(cachep);
2192 #if DEBUG
2193
2194         /*
2195          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2196          * into align above.
2197          */
2198         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2199                 /* add space for red zone words */
2200                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2201                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2202         }
2203         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2204                 /* user store requires one word storage behind the end of
2205                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2206                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2207                  */
2208                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2209                         size += REDZONE_ALIGN;
2210                 else
2211                         size += BYTES_PER_WORD;
2212         }
2213 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2214         if (size >= kmalloc_size(INDEX_NODE + 1)
2215             && cachep->object_size > cache_line_size()
2216             && ALIGN(size, cachep->align) < PAGE_SIZE) {
2217                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, cachep->align);
2218                 size = PAGE_SIZE;
2219         }
2220 #endif
2221 #endif
2222
2223         /*
2224          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2225          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2226          * it too early on. Always use on-slab management when
2227          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2228          */
2229         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 5)) && !slab_early_init &&
2230             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2231                 /*
2232                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2233                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2234                  */
2235                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2236
2237         size = ALIGN(size, cachep->align);
2238         /*
2239          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2240          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2241          */
2242         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2243                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2244
2245         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, cachep->align, flags);
2246
2247         if (!cachep->num)
2248                 return -E2BIG;
2249
2250         freelist_size = calculate_freelist_size(cachep->num, cachep->align);
2251
2252         /*
2253          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2254          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2255          */
2256         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= freelist_size) {
2257                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2258                 left_over -= freelist_size;
2259         }
2260
2261         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2262                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2263                 freelist_size = calculate_freelist_size(cachep->num, 0);
2264
2265 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2266                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2267                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2268                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2269                  */
2270                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2271                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2272 #endif
2273         }
2274
2275         cachep->colour_off = cache_line_size();
2276         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2277         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2278                 cachep->colour_off = cachep->align;
2279         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2280         cachep->freelist_size = freelist_size;
2281         cachep->flags = flags;
2282         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2283         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2284                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2285         cachep->size = size;
2286         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2287
2288         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2289                 cachep->freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
2290                 /*
2291                  * This is a possibility for one of the kmalloc_{dma,}_caches.
2292                  * But since we go off slab only for object size greater than
2293                  * PAGE_SIZE/8, and kmalloc_{dma,}_caches get created
2294                  * in ascending order,this should not happen at all.
2295                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2296                  */
2297                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->freelist_cache));
2298         }
2299
2300         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2301         if (err) {
2302                 __kmem_cache_shutdown(cachep);
2303                 return err;
2304         }
2305
2306         return 0;
2307 }
2308
2309 #if DEBUG
2310 static void check_irq_off(void)
2311 {
2312         BUG_ON(!irqs_disabled());
2313 }
2314
2315 static void check_irq_on(void)
2316 {
2317         BUG_ON(irqs_disabled());
2318 }
2319
2320 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2321 {
2322 #ifdef CONFIG_SMP
2323         check_irq_off();
2324         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2325 #endif
2326 }
2327
2328 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2329 {
2330 #ifdef CONFIG_SMP
2331         check_irq_off();
2332         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2333 #endif
2334 }
2335
2336 #else
2337 #define check_irq_off() do { } while(0)
2338 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2339 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2340 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2341 #endif
2342
2343 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
2344                         struct array_cache *ac,
2345                         int force, int node);
2346
2347 static void do_drain(void *arg)
2348 {
2349         struct kmem_cache *cachep = arg;
2350         struct array_cache *ac;
2351         int node = numa_mem_id();
2352         struct kmem_cache_node *n;
2353         LIST_HEAD(list);
2354
2355         check_irq_off();
2356         ac = cpu_cache_get(cachep);
2357         n = get_node(cachep, node);
2358         spin_lock(&n->list_lock);
2359         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2360         spin_unlock(&n->list_lock);
2361         slabs_destroy(cachep, &list);
2362         ac->avail = 0;
2363 }
2364
2365 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2366 {
2367         struct kmem_cache_node *n;
2368         int node;
2369
2370         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2371         check_irq_on();
2372         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2373                 if (n->alien)
2374                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2375
2376         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2377                 drain_array(cachep, n, n->shared, 1, node);
2378 }
2379
2380 /*
2381  * Remove slabs from the list of free slabs.
2382  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2383  *
2384  * Returns the actual number of slabs released.
2385  */
2386 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2387                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2388 {
2389         struct list_head *p;
2390         int nr_freed;
2391         struct page *page;
2392
2393         nr_freed = 0;
2394         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2395
2396                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2397                 p = n->slabs_free.prev;
2398                 if (p == &n->slabs_free) {
2399                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2400                         goto out;
2401                 }
2402
2403                 page = list_entry(p, struct page, lru);
2404 #if DEBUG
2405                 BUG_ON(page->active);
2406 #endif
2407                 list_del(&page->lru);
2408                 /*
2409                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2410                  * to the cache.
2411                  */
2412                 n->free_objects -= cache->num;
2413                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2414                 slab_destroy(cache, page);
2415                 nr_freed++;
2416         }
2417 out:
2418         return nr_freed;
2419 }
2420
2421 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2422 {
2423         int ret = 0;
2424         int node;
2425         struct kmem_cache_node *n;
2426
2427         drain_cpu_caches(cachep);
2428
2429         check_irq_on();
2430         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2431                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
2432
2433                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2434                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2435         }
2436         return (ret ? 1 : 0);
2437 }
2438
2439 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2440 {
2441         int i;
2442         struct kmem_cache_node *n;
2443         int rc = __kmem_cache_shrink(cachep);
2444
2445         if (rc)
2446                 return rc;
2447
2448         for_each_online_cpu(i)
2449             kfree(cachep->array[i]);
2450
2451         /* NUMA: free the node structures */
2452         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2453                 kfree(n->shared);
2454                 free_alien_cache(n->alien);
2455                 kfree(n);
2456                 cachep->node[i] = NULL;
2457         }
2458         return 0;
2459 }
2460
2461 /*
2462  * Get the memory for a slab management obj.
2463  *
2464  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2465  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2466  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2467  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2468  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2469  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2470  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2471  *
2472  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2473  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2474  */
2475 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2476                                    struct page *page, int colour_off,
2477                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2478 {
2479         void *freelist;
2480         void *addr = page_address(page);
2481
2482         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2483                 /* Slab management obj is off-slab. */
2484                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2485                                               local_flags, nodeid);
2486                 if (!freelist)
2487                         return NULL;
2488         } else {
2489                 freelist = addr + colour_off;
2490                 colour_off += cachep->freelist_size;
2491         }
2492         page->active = 0;
2493         page->s_mem = addr + colour_off;
2494         return freelist;
2495 }
2496
2497 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2498 {
2499         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2500 }
2501
2502 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2503                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2504 {
2505         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2506 }
2507
2508 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2509                             struct page *page)
2510 {
2511         int i;
2512
2513         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2514                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2515 #if DEBUG
2516                 /* need to poison the objs? */
2517                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2518                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2519                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2520                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2521
2522                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2523                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2524                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2525                 }
2526                 /*
2527                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2528                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2529                  * They must also be threaded.
2530                  */
2531                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2532                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2533
2534                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2535                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2536                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2537                                            " end of an object");
2538                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2539                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2540                                            " start of an object");
2541                 }
2542                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2543                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2544                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2545                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2546 #else
2547                 if (cachep->ctor)
2548                         cachep->ctor(objp);
2549 #endif
2550                 set_obj_status(page, i, OBJECT_FREE);
2551                 set_free_obj(page, i, i);
2552         }
2553 }
2554
2555 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2556 {
2557         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2558                 if (flags & GFP_DMA)
2559                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2560                 else
2561                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2562         }
2563 }
2564
2565 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page,
2566                                 int nodeid)
2567 {
2568         void *objp;
2569
2570         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2571         page->active++;
2572 #if DEBUG
2573         WARN_ON(page_to_nid(virt_to_page(objp)) != nodeid);
2574 #endif
2575
2576         return objp;
2577 }
2578
2579 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page,
2580                                 void *objp, int nodeid)
2581 {
2582         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2583 #if DEBUG
2584         unsigned int i;
2585
2586         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2587         WARN_ON(page_to_nid(virt_to_page(objp)) != nodeid);
2588
2589         /* Verify double free bug */
2590         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2591                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2592                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2593                                         "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2594                         BUG();
2595                 }
2596         }
2597 #endif
2598         page->active--;
2599         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2600 }
2601
2602 /*
2603  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2604  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2605  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2606  */
2607 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2608                            void *freelist)
2609 {
2610         page->slab_cache = cache;
2611         page->freelist = freelist;
2612 }
2613
2614 /*
2615  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2616  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2617  */
2618 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2619                 gfp_t flags, int nodeid, struct page *page)
2620 {
2621         void *freelist;
2622         size_t offset;
2623         gfp_t local_flags;
2624         struct kmem_cache_node *n;
2625
2626         /*
2627          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2628          * critical path in kmem_cache_alloc().
2629          */
2630         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2631         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2632
2633         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2634         check_irq_off();
2635         n = get_node(cachep, nodeid);
2636         spin_lock(&n->list_lock);
2637
2638         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2639         offset = n->colour_next;
2640         n->colour_next++;
2641         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2642                 n->colour_next = 0;
2643         spin_unlock(&n->list_lock);
2644
2645         offset *= cachep->colour_off;
2646
2647         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2648                 local_irq_enable();
2649
2650         /*
2651          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2652          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2653          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2654          * will eventually be caught here (where it matters).
2655          */
2656         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2657
2658         /*
2659          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2660          * 'nodeid'.
2661          */
2662         if (!page)
2663                 page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2664         if (!page)
2665                 goto failed;
2666
2667         /* Get slab management. */
2668         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2669                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2670         if (!freelist)
2671                 goto opps1;
2672
2673         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2674
2675         cache_init_objs(cachep, page);
2676
2677         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2678                 local_irq_disable();
2679         check_irq_off();
2680         spin_lock(&n->list_lock);
2681
2682         /* Make slab active. */
2683         list_add_tail(&page->lru, &(n->slabs_free));
2684         STATS_INC_GROWN(cachep);
2685         n->free_objects += cachep->num;
2686         spin_unlock(&n->list_lock);
2687         return 1;
2688 opps1:
2689         kmem_freepages(cachep, page);
2690 failed:
2691         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2692                 local_irq_disable();
2693         return 0;
2694 }
2695
2696 #if DEBUG
2697
2698 /*
2699  * Perform extra freeing checks:
2700  * - detect bad pointers.
2701  * - POISON/RED_ZONE checking
2702  */
2703 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2704 {
2705         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2706                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2707                        (unsigned long)objp);
2708                 BUG();
2709         }
2710 }
2711
2712 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2713 {
2714         unsigned long long redzone1, redzone2;
2715
2716         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2717         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2718
2719         /*
2720          * Redzone is ok.
2721          */
2722         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2723                 return;
2724
2725         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2726                 slab_error(cache, "double free detected");
2727         else
2728                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2729
2730         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2731                         obj, redzone1, redzone2);
2732 }
2733
2734 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2735                                    unsigned long caller)
2736 {
2737         unsigned int objnr;
2738         struct page *page;
2739
2740         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2741
2742         objp -= obj_offset(cachep);
2743         kfree_debugcheck(objp);
2744         page = virt_to_head_page(objp);
2745
2746         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2747                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2748                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2749                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2750         }
2751         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2752                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2753
2754         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2755
2756         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2757         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2758
2759         set_obj_status(page, objnr, OBJECT_FREE);
2760         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2761 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2762                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2763                         store_stackinfo(cachep, objp, caller);
2764                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2765                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2766                 } else {
2767                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2768                 }
2769 #else
2770                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2771 #endif
2772         }
2773         return objp;
2774 }
2775
2776 #else
2777 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2778 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2779 #endif
2780
2781 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2782                                                         bool force_refill)
2783 {
2784         int batchcount;
2785         struct kmem_cache_node *n;
2786         struct array_cache *ac;
2787         int node;
2788
2789         check_irq_off();
2790         node = numa_mem_id();
2791         if (unlikely(force_refill))
2792                 goto force_grow;
2793 retry:
2794         ac = cpu_cache_get(cachep);
2795         batchcount = ac->batchcount;
2796         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2797                 /*
2798                  * If there was little recent activity on this cache, then
2799                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2800                  * refill bouncing.
2801                  */
2802                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2803         }
2804         n = get_node(cachep, node);
2805
2806         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2807         spin_lock(&n->list_lock);
2808
2809         /* See if we can refill from the shared array */
2810         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2811                 n->shared->touched = 1;
2812                 goto alloc_done;
2813         }
2814
2815         while (batchcount > 0) {
2816                 struct list_head *entry;
2817                 struct page *page;
2818                 /* Get slab alloc is to come from. */
2819                 entry = n->slabs_partial.next;
2820                 if (entry == &n->slabs_partial) {
2821                         n->free_touched = 1;
2822                         entry = n->slabs_free.next;
2823                         if (entry == &n->slabs_free)
2824                                 goto must_grow;
2825                 }
2826
2827                 page = list_entry(entry, struct page, lru);
2828                 check_spinlock_acquired(cachep);
2829
2830                 /*
2831                  * The slab was either on partial or free list so
2832                  * there must be at least one object available for
2833                  * allocation.
2834                  */
2835                 BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2836
2837                 while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2838                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2839                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2840                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2841
2842                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, page,
2843                                                                         node));
2844                 }
2845
2846                 /* move slabp to correct slabp list: */
2847                 list_del(&page->lru);
2848                 if (page->active == cachep->num)
2849                         list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
2850                 else
2851                         list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
2852         }
2853
2854 must_grow:
2855         n->free_objects -= ac->avail;
2856 alloc_done:
2857         spin_unlock(&n->list_lock);
2858
2859         if (unlikely(!ac->avail)) {
2860                 int x;
2861 force_grow:
2862                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
2863
2864                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2865                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2866                 node = numa_mem_id();
2867
2868                 /* no objects in sight? abort */
2869                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
2870                         return NULL;
2871
2872                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2873                         goto retry;
2874         }
2875         ac->touched = 1;
2876
2877         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
2878 }
2879
2880 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2881                                                 gfp_t flags)
2882 {
2883         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2884 #if DEBUG
2885         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2886 #endif
2887 }
2888
2889 #if DEBUG
2890 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2891                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
2892 {
2893         struct page *page;
2894
2895         if (!objp)
2896                 return objp;
2897         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2898 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2899                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2900                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2901                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
2902                 else
2903                         check_poison_obj(cachep, objp);
2904 #else
2905                 check_poison_obj(cachep, objp);
2906 #endif
2907                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2908         }
2909         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2910                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2911
2912         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2913                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2914                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2915                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2916                                                 " object was overwritten");
2917                         printk(KERN_ERR
2918                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2919                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2920                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2921                 }
2922                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2923                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2924         }
2925
2926         page = virt_to_head_page(objp);
2927         set_obj_status(page, obj_to_index(cachep, page, objp), OBJECT_ACTIVE);
2928         objp += obj_offset(cachep);
2929         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
2930                 cachep->ctor(objp);
2931         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
2932             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
2933                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
2934                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
2935         }
2936         return objp;
2937 }
2938 #else
2939 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2940 #endif
2941
2942 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2943 {
2944         if (unlikely(cachep == kmem_cache))
2945                 return false;
2946
2947         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
2948 }
2949
2950 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2951 {
2952         void *objp;
2953         struct array_cache *ac;
2954         bool force_refill = false;
2955
2956         check_irq_off();
2957
2958         ac = cpu_cache_get(cachep);
2959         if (likely(ac->avail)) {
2960                 ac->touched = 1;
2961                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
2962
2963                 /*
2964                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
2965                  * by the current flags
2966                  */
2967                 if (objp) {
2968                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2969                         goto out;
2970                 }
2971                 force_refill = true;
2972         }
2973
2974         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2975         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
2976         /*
2977          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
2978          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
2979          */
2980         ac = cpu_cache_get(cachep);
2981
2982 out:
2983         /*
2984          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
2985          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
2986          * treat the array pointers as a reference to the object.
2987          */
2988         if (objp)
2989                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
2990         return objp;
2991 }
2992
2993 #ifdef CONFIG_NUMA
2994 /*
2995  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
2996  *
2997  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
2998  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
2999  */
3000 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3001 {
3002         int nid_alloc, nid_here;
3003
3004         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3005                 return NULL;
3006         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3007         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3008                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3009         else if (current->mempolicy)
3010                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
3011         if (nid_alloc != nid_here)
3012                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3013         return NULL;
3014 }
3015
3016 /*
3017  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3018  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3019  * available node for available objects. If that fails then we
3020  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3021  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3022  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3023  */
3024 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3025 {
3026         struct zonelist *zonelist;
3027         gfp_t local_flags;
3028         struct zoneref *z;
3029         struct zone *zone;
3030         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3031         void *obj = NULL;
3032         int nid;
3033         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3034
3035         if (flags & __GFP_THISNODE)
3036                 return NULL;
3037
3038         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3039
3040 retry_cpuset:
3041         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3042         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3043
3044 retry:
3045         /*
3046          * Look through allowed nodes for objects available
3047          * from existing per node queues.
3048          */
3049         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3050                 nid = zone_to_nid(zone);
3051
3052                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3053                         get_node(cache, nid) &&
3054                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3055                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3056                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3057                                 if (obj)
3058                                         break;
3059                 }
3060         }
3061
3062         if (!obj) {
3063                 /*
3064                  * This allocation will be performed within the constraints
3065                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3066                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3067                  * set and go into memory reserves if necessary.
3068                  */
3069                 struct page *page;
3070
3071                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3072                         local_irq_enable();
3073                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3074                 page = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3075                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3076                         local_irq_disable();
3077                 if (page) {
3078                         /*
3079                          * Insert into the appropriate per node queues
3080                          */
3081                         nid = page_to_nid(page);
3082                         if (cache_grow(cache, flags, nid, page)) {
3083                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3084                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3085                                 if (!obj)
3086                                         /*
3087                                          * Another processor may allocate the
3088                                          * objects in the slab since we are
3089                                          * not holding any locks.
3090                                          */
3091                                         goto retry;
3092                         } else {
3093                                 /* cache_grow already freed obj */
3094                                 obj = NULL;
3095                         }
3096                 }
3097         }
3098
3099         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3100                 goto retry_cpuset;
3101         return obj;
3102 }
3103
3104 /*
3105  * A interface to enable slab creation on nodeid
3106  */
3107 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3108                                 int nodeid)
3109 {
3110         struct list_head *entry;
3111         struct page *page;
3112         struct kmem_cache_node *n;
3113         void *obj;
3114         int x;
3115
3116         VM_BUG_ON(nodeid > num_online_nodes());
3117         n = get_node(cachep, nodeid);
3118         BUG_ON(!n);
3119
3120 retry:
3121         check_irq_off();
3122         spin_lock(&n->list_lock);
3123         entry = n->slabs_partial.next;
3124         if (entry == &n->slabs_partial) {
3125                 n->free_touched = 1;
3126                 entry = n->slabs_free.next;
3127                 if (entry == &n->slabs_free)
3128                         goto must_grow;
3129         }
3130
3131         page = list_entry(entry, struct page, lru);
3132         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3133
3134         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3135         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3136         STATS_SET_HIGH(cachep);
3137
3138         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3139
3140         obj = slab_get_obj(cachep, page, nodeid);
3141         n->free_objects--;
3142         /* move slabp to correct slabp list: */
3143         list_del(&page->lru);
3144
3145         if (page->active == cachep->num)
3146                 list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
3147         else
3148                 list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
3149
3150         spin_unlock(&n->list_lock);
3151         goto done;
3152
3153 must_grow:
3154         spin_unlock(&n->list_lock);
3155         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3156         if (x)
3157                 goto retry;
3158
3159         return fallback_alloc(cachep, flags);
3160
3161 done:
3162         return obj;
3163 }
3164
3165 static __always_inline void *
3166 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3167                    unsigned long caller)
3168 {
3169         unsigned long save_flags;
3170         void *ptr;
3171         int slab_node = numa_mem_id();
3172
3173         flags &= gfp_allowed_mask;
3174
3175         lockdep_trace_alloc(flags);
3176
3177         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3178                 return NULL;
3179
3180         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3181
3182         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3183         local_irq_save(save_flags);
3184
3185         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3186                 nodeid = slab_node;
3187
3188         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3189                 /* Node not bootstrapped yet */
3190                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3191                 goto out;
3192         }
3193
3194         if (nodeid == slab_node) {
3195                 /*
3196                  * Use the locally cached objects if possible.
3197                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3198                  * to other nodes. It may fail while we still have
3199                  * objects on other nodes available.
3200                  */
3201                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3202                 if (ptr)
3203                         goto out;
3204         }
3205         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3206         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3207   out:
3208         local_irq_restore(save_flags);
3209         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3210         kmemleak_alloc_recursive(ptr, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3211                                  flags);
3212
3213         if (likely(ptr)) {
3214                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, cachep->object_size);
3215                 if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3216                         memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3217         }
3218
3219         return ptr;
3220 }
3221
3222 static __always_inline void *
3223 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3224 {
3225         void *objp;
3226
3227         if (current->mempolicy || unlikely(current->flags & PF_SPREAD_SLAB)) {
3228                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3229                 if (objp)
3230                         goto out;
3231         }
3232         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3233
3234         /*
3235          * We may just have run out of memory on the local node.
3236          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3237          */
3238         if (!objp)
3239                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3240
3241   out:
3242         return objp;
3243 }
3244 #else
3245
3246 static __always_inline void *
3247 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3248 {
3249         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3250 }
3251
3252 #endif /* CONFIG_NUMA */
3253
3254 static __always_inline void *
3255 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3256 {
3257         unsigned long save_flags;
3258         void *objp;
3259
3260         flags &= gfp_allowed_mask;
3261
3262         lockdep_trace_alloc(flags);
3263
3264         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3265                 return NULL;
3266
3267         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3268
3269         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3270         local_irq_save(save_flags);
3271         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3272         local_irq_restore(save_flags);
3273         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3274         kmemleak_alloc_recursive(objp, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3275                                  flags);
3276         prefetchw(objp);
3277
3278         if (likely(objp)) {
3279                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, cachep->object_size);
3280                 if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3281                         memset(objp, 0, cachep->object_size);
3282         }
3283
3284         return objp;
3285 }
3286
3287 /*
3288  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3289  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3290  */
3291 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3292                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3293 {
3294         int i;
3295         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3296
3297         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3298                 void *objp;
3299                 struct page *page;
3300
3301                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3302                 objp = objpp[i];
3303
3304                 page = virt_to_head_page(objp);
3305                 list_del(&page->lru);
3306                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3307                 slab_put_obj(cachep, page, objp, node);
3308                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3309                 n->free_objects++;
3310
3311                 /* fixup slab chains */
3312                 if (page->active == 0) {
3313                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3314                                 n->free_objects -= cachep->num;
3315                                 list_add_tail(&page->lru, list);
3316                         } else {
3317                                 list_add(&page->lru, &n->slabs_free);
3318                         }
3319                 } else {
3320                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3321                          * partial list on free - maximum time for the
3322                          * other objects to be freed, too.
3323                          */
3324                         list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
3325                 }
3326         }
3327 }
3328
3329 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3330 {
3331         int batchcount;
3332         struct kmem_cache_node *n;
3333         int node = numa_mem_id();
3334         LIST_HEAD(list);
3335
3336         batchcount = ac->batchcount;
3337 #if DEBUG
3338         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3339 #endif
3340         check_irq_off();
3341         n = get_node(cachep, node);
3342         spin_lock(&n->list_lock);
3343         if (n->shared) {
3344                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3345                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3346                 if (max) {
3347                         if (batchcount > max)
3348                                 batchcount = max;
3349                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3350                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3351                         shared_array->avail += batchcount;
3352                         goto free_done;
3353                 }
3354         }
3355
3356         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3357 free_done:
3358 #if STATS
3359         {
3360                 int i = 0;
3361                 struct list_head *p;
3362
3363                 p = n->slabs_free.next;
3364                 while (p != &(n->slabs_free)) {
3365                         struct page *page;
3366
3367                         page = list_entry(p, struct page, lru);
3368                         BUG_ON(page->active);
3369
3370                         i++;
3371                         p = p->next;
3372                 }
3373                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3374         }
3375 #endif
3376         spin_unlock(&n->list_lock);
3377         slabs_destroy(cachep, &list);
3378         ac->avail -= batchcount;
3379         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3380 }
3381
3382 /*
3383  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3384  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3385  */
3386 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3387                                 unsigned long caller)
3388 {
3389         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3390
3391         check_irq_off();
3392         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3393         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3394
3395         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3396
3397         /*
3398          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3399          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3400          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3401          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3402          * the cache.
3403          */
3404         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3405                 return;
3406
3407         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3408                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3409         } else {
3410                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3411                 cache_flusharray(cachep, ac);
3412         }
3413
3414         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3415 }
3416
3417 /**
3418  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3419  * @cachep: The cache to allocate from.
3420  * @flags: See kmalloc().
3421  *
3422  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3423  * if the cache has no available objects.
3424  */
3425 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3426 {
3427         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3428
3429         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3430                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3431
3432         return ret;
3433 }
3434 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3435
3436 #ifdef CONFIG_TRACING
3437 void *
3438 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3439 {
3440         void *ret;
3441
3442         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3443
3444         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3445                       size, cachep->size, flags);
3446         return ret;
3447 }
3448 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3449 #endif
3450
3451 #ifdef CONFIG_NUMA
3452 /**
3453  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3454  * @cachep: The cache to allocate from.
3455  * @flags: See kmalloc().
3456  * @nodeid: node number of the target node.
3457  *
3458  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3459  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3460  *
3461  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3462  */
3463 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3464 {
3465         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3466
3467         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3468                                     cachep->object_size, cachep->size,
3469                                     flags, nodeid);
3470
3471         return ret;
3472 }
3473 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3474
3475 #ifdef CONFIG_TRACING
3476 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3477                                   gfp_t flags,
3478                                   int nodeid,
3479                                   size_t size)
3480 {
3481         void *ret;
3482
3483         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3484
3485         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3486                            size, cachep->size,
3487                            flags, nodeid);
3488         return ret;
3489 }
3490 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3491 #endif
3492
3493 static __always_inline void *
3494 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3495 {
3496         struct kmem_cache *cachep;
3497
3498         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3499         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3500                 return cachep;
3501         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3502 }
3503
3504 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3505 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3506 {
3507         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3508 }
3509 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3510
3511 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3512                 int node, unsigned long caller)
3513 {
3514         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3515 }
3516 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3517 #else
3518 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3519 {
3520         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, 0);
3521 }
3522 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3523 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3524 #endif /* CONFIG_NUMA */
3525
3526 /**
3527  * __do_kmalloc - allocate memory
3528  * @size: how many bytes of memory are required.
3529  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3530  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3531  */
3532 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3533                                           unsigned long caller)
3534 {
3535         struct kmem_cache *cachep;
3536         void *ret;
3537
3538         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3539         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3540                 return cachep;
3541         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3542
3543         trace_kmalloc(caller, ret,
3544                       size, cachep->size, flags);
3545
3546         return ret;
3547 }
3548
3549
3550 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3551 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3552 {
3553         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3554 }
3555 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3556
3557 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3558 {
3559         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3560 }
3561 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3562
3563 #else
3564 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3565 {
3566         return __do_kmalloc(size, flags, 0);
3567 }
3568 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3569 #endif
3570
3571 /**
3572  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3573  * @cachep: The cache the allocation was from.
3574  * @objp: The previously allocated object.
3575  *
3576  * Free an object which was previously allocated from this
3577  * cache.
3578  */
3579 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3580 {
3581         unsigned long flags;
3582         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3583         if (!cachep)
3584                 return;
3585
3586         local_irq_save(flags);
3587         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3588         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3589                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3590         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3591         local_irq_restore(flags);
3592
3593         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3594 }
3595 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3596
3597 /**
3598  * kfree - free previously allocated memory
3599  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3600  *
3601  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3602  *
3603  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3604  * or you will run into trouble.
3605  */
3606 void kfree(const void *objp)
3607 {
3608         struct kmem_cache *c;
3609         unsigned long flags;
3610
3611         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3612
3613         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3614                 return;
3615         local_irq_save(flags);
3616         kfree_debugcheck(objp);
3617         c = virt_to_cache(objp);
3618         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3619
3620         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3621         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3622         local_irq_restore(flags);
3623 }
3624 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3625
3626 /*
3627  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3628  */
3629 static int alloc_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3630 {
3631         int node;
3632         struct kmem_cache_node *n;
3633         struct array_cache *new_shared;
3634         struct alien_cache **new_alien = NULL;
3635
3636         for_each_online_node(node) {
3637
3638                 if (use_alien_caches) {
3639                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3640                         if (!new_alien)
3641                                 goto fail;
3642                 }
3643
3644                 new_shared = NULL;
3645                 if (cachep->shared) {
3646                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3647                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3648                                         0xbaadf00d, gfp);
3649                         if (!new_shared) {
3650                                 free_alien_cache(new_alien);
3651                                 goto fail;
3652                         }
3653                 }
3654
3655                 n = get_node(cachep, node);
3656                 if (n) {
3657                         struct array_cache *shared = n->shared;
3658                         LIST_HEAD(list);
3659
3660                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3661
3662                         if (shared)
3663                                 free_block(cachep, shared->entry,
3664                                                 shared->avail, node, &list);
3665
3666                         n->shared = new_shared;
3667                         if (!n->alien) {
3668                                 n->alien = new_alien;
3669                                 new_alien = NULL;
3670                         }
3671                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3672                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3673                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3674                         slabs_destroy(cachep, &list);
3675                         kfree(shared);
3676                         free_alien_cache(new_alien);
3677                         continue;
3678                 }
3679                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3680                 if (!n) {
3681                         free_alien_cache(new_alien);
3682                         kfree(new_shared);
3683                         goto fail;
3684                 }
3685
3686                 kmem_cache_node_init(n);
3687                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
3688                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
3689                 n->shared = new_shared;
3690                 n->alien = new_alien;
3691                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3692                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3693                 cachep->node[node] = n;
3694         }
3695         return 0;
3696
3697 fail:
3698         if (!cachep->list.next) {
3699                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3700                 node--;
3701                 while (node >= 0) {
3702                         n = get_node(cachep, node);
3703                         if (n) {
3704                                 kfree(n->shared);
3705                                 free_alien_cache(n->alien);
3706                                 kfree(n);
3707                                 cachep->node[node] = NULL;
3708                         }
3709                         node--;
3710                 }
3711         }
3712         return -ENOMEM;
3713 }
3714
3715 struct ccupdate_struct {
3716         struct kmem_cache *cachep;
3717         struct array_cache *new[0];
3718 };
3719
3720 static void do_ccupdate_local(void *info)
3721 {
3722         struct ccupdate_struct *new = info;
3723         struct array_cache *old;
3724
3725         check_irq_off();
3726         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3727
3728         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3729         new->new[smp_processor_id()] = old;
3730 }
3731
3732 /* Always called with the slab_mutex held */
3733 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3734                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3735 {
3736         struct ccupdate_struct *new;
3737         int i;
3738
3739         new = kzalloc(sizeof(*new) + nr_cpu_ids * sizeof(struct array_cache *),
3740                       gfp);
3741         if (!new)
3742                 return -ENOMEM;
3743
3744         for_each_online_cpu(i) {
3745                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
3746                                                 batchcount, gfp);
3747                 if (!new->new[i]) {
3748                         for (i--; i >= 0; i--)
3749                                 kfree(new->new[i]);
3750                         kfree(new);
3751                         return -ENOMEM;
3752                 }
3753         }
3754         new->cachep = cachep;
3755
3756         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3757
3758         check_irq_on();
3759         cachep->batchcount = batchcount;
3760         cachep->limit = limit;
3761         cachep->shared = shared;
3762
3763         for_each_online_cpu(i) {
3764                 LIST_HEAD(list);
3765                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3766                 int node;
3767                 struct kmem_cache_node *n;
3768
3769                 if (!ccold)
3770                         continue;
3771
3772                 node = cpu_to_mem(i);
3773                 n = get_node(cachep, node);
3774                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3775                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, node, &list);
3776                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3777                 slabs_destroy(cachep, &list);
3778                 kfree(ccold);
3779         }
3780         kfree(new);
3781         return alloc_kmem_cache_node(cachep, gfp);
3782 }
3783
3784 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3785                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3786 {
3787         int ret;
3788         struct kmem_cache *c = NULL;
3789         int i = 0;
3790
3791         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3792
3793         if (slab_state < FULL)
3794                 return ret;
3795
3796         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3797                 return ret;
3798
3799         VM_BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
3800         for_each_memcg_cache_index(i) {
3801                 c = cache_from_memcg_idx(cachep, i);
3802                 if (c)
3803                         /* return value determined by the parent cache only */
3804                         __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3805         }
3806
3807         return ret;
3808 }
3809
3810 /* Called with slab_mutex held always */
3811 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3812 {
3813         int err;
3814         int limit = 0;
3815         int shared = 0;
3816         int batchcount = 0;
3817
3818         if (!is_root_cache(cachep)) {
3819                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3820                 limit = root->limit;
3821                 shared = root->shared;
3822                 batchcount = root->batchcount;
3823         }
3824
3825         if (limit && shared && batchcount)
3826                 goto skip_setup;
3827         /*
3828          * The head array serves three purposes:
3829          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3830          * - reduce the number of spinlock operations.
3831          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3832          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3833          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3834          * Bonwick.
3835          */
3836         if (cachep->size > 131072)
3837                 limit = 1;
3838         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3839                 limit = 8;
3840         else if (cachep->size > 1024)
3841                 limit = 24;
3842         else if (cachep->size > 256)
3843                 limit = 54;
3844         else
3845                 limit = 120;
3846
3847         /*
3848          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3849          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3850          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3851          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3852          * replaces Bonwick's magazine layer.
3853          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3854          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3855          */
3856         shared = 0;
3857         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3858                 shared = 8;
3859
3860 #if DEBUG
3861         /*
3862          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3863          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3864          */
3865         if (limit > 32)
3866                 limit = 32;
3867 #endif
3868         batchcount = (limit + 1) / 2;
3869 skip_setup:
3870         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3871         if (err)
3872                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3873                        cachep->name, -err);
3874         return err;
3875 }
3876
3877 /*
3878  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3879  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3880  * if drain_array() is used on the shared array.
3881  */
3882 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3883                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3884 {
3885         LIST_HEAD(list);
3886         int tofree;
3887
3888         if (!ac || !ac->avail)
3889                 return;
3890         if (ac->touched && !force) {
3891                 ac->touched = 0;
3892         } else {
3893                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3894                 if (ac->avail) {
3895                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3896                         if (tofree > ac->avail)
3897                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3898                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, &list);
3899                         ac->avail -= tofree;
3900                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3901                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3902                 }
3903                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3904                 slabs_destroy(cachep, &list);
3905         }
3906 }
3907
3908 /**
3909  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3910  * @w: work descriptor
3911  *
3912  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3913  * Purpose:
3914  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3915  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3916  *
3917  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3918  * again on the next iteration.
3919  */
3920 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3921 {
3922         struct kmem_cache *searchp;
3923         struct kmem_cache_node *n;
3924         int node = numa_mem_id();
3925         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3926
3927         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3928                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3929                 goto out;
3930
3931         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3932                 check_irq_on();
3933
3934                 /*
3935                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
3936                  * have established with reasonable certainty that
3937                  * we can do some work if the lock was obtained.
3938                  */
3939                 n = get_node(searchp, node);
3940
3941                 reap_alien(searchp, n);
3942
3943                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3944
3945                 /*
3946                  * These are racy checks but it does not matter
3947                  * if we skip one check or scan twice.
3948                  */
3949                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
3950                         goto next;
3951
3952                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
3953
3954                 drain_array(searchp, n, n->shared, 0, node);
3955
3956                 if (n->free_touched)
3957                         n->free_touched = 0;
3958                 else {
3959                         int freed;
3960
3961                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
3962                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3963                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3964                 }
3965 next:
3966                 cond_resched();
3967         }
3968         check_irq_on();
3969         mutex_unlock(&slab_mutex);
3970         next_reap_node();
3971 out:
3972         /* Set up the next iteration */
3973         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
3974 }
3975
3976 #ifdef CONFIG_SLABINFO
3977 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
3978 {
3979         struct page *page;
3980         unsigned long active_objs;
3981         unsigned long num_objs;
3982         unsigned long active_slabs = 0;
3983         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3984         const char *name;
3985         char *error = NULL;
3986         int node;
3987         struct kmem_cache_node *n;
3988
3989         active_objs = 0;
3990         num_slabs = 0;
3991         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
3992
3993                 check_irq_on();
3994                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3995
3996                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
3997                         if (page->active != cachep->num && !error)
3998                                 error = "slabs_full accounting error";
3999                         active_objs += cachep->num;
4000                         active_slabs++;
4001                 }
4002                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
4003                         if (page->active == cachep->num && !error)
4004                                 error = "slabs_partial accounting error";
4005                         if (!page->active && !error)
4006                                 error = "slabs_partial accounting error";
4007                         active_objs += page->active;
4008                         active_slabs++;
4009                 }
4010                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
4011                         if (page->active && !error)
4012                                 error = "slabs_free accounting error";
4013                         num_slabs++;
4014                 }
4015                 free_objects += n->free_objects;
4016                 if (n->shared)
4017                         shared_avail += n->shared->avail;
4018
4019                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4020         }
4021         num_slabs += active_slabs;
4022         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4023         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4024                 error = "free_objects accounting error";
4025
4026         name = cachep->name;
4027         if (error)
4028                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4029
4030         sinfo->active_objs = active_objs;
4031         sinfo->num_objs = num_objs;
4032         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4033         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4034         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4035         sinfo->limit = cachep->limit;
4036         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4037         sinfo->shared = cachep->shared;
4038         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4039         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4040 }
4041
4042 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4043 {
4044 #if STATS
4045         {                       /* node stats */
4046                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4047                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4048                 unsigned long grown = cachep->grown;
4049                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4050                 unsigned long errors = cachep->errors;
4051                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4052                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4053                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4054                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4055
4056                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4057                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4058                            allocs, high, grown,
4059                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4060                            node_frees, overflows);
4061         }
4062         /* cpu stats */
4063         {
4064                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4065                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4066                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4067                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4068
4069                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4070                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4071         }
4072 #endif
4073 }
4074
4075 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4076 /**
4077  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4078  * @file: unused
4079  * @buffer: user buffer
4080  * @count: data length
4081  * @ppos: unused
4082  */
4083 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4084                        size_t count, loff_t *ppos)
4085 {
4086         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4087         int limit, batchcount, shared, res;
4088         struct kmem_cache *cachep;
4089
4090         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4091                 return -EINVAL;
4092         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4093                 return -EFAULT;
4094         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4095
4096         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4097         if (!tmp)
4098                 return -EINVAL;
4099         *tmp = '\0';
4100         tmp++;
4101         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4102                 return -EINVAL;
4103
4104         /* Find the cache in the chain of caches. */
4105         mutex_lock(&slab_mutex);
4106         res = -EINVAL;
4107         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4108                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4109                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4110                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4111                                 res = 0;
4112                         } else {
4113                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4114                                                        batchcount, shared,
4115                                                        GFP_KERNEL);
4116                         }
4117                         break;
4118                 }
4119         }
4120         mutex_unlock(&slab_mutex);
4121         if (res >= 0)
4122                 res = count;
4123         return res;
4124 }
4125
4126 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4127
4128 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4129 {
4130         mutex_lock(&slab_mutex);
4131         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4132 }
4133
4134 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4135 {
4136         unsigned long *p;
4137         int l;
4138         if (!v)
4139                 return 1;
4140         l = n[1];
4141         p = n + 2;
4142         while (l) {
4143                 int i = l/2;
4144                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4145                 if (*q == v) {
4146                         q[1]++;
4147                         return 1;
4148                 }
4149                 if (*q > v) {
4150                         l = i;
4151                 } else {
4152                         p = q + 2;
4153                         l -= i + 1;
4154                 }
4155         }
4156         if (++n[1] == n[0])
4157                 return 0;
4158         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4159         p[0] = v;
4160         p[1] = 1;
4161         return 1;
4162 }
4163
4164 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c,
4165                                                 struct page *page)
4166 {
4167         void *p;
4168         int i;
4169
4170         if (n[0] == n[1])
4171                 return;
4172         for (i = 0, p = page->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4173                 if (get_obj_status(page, i) != OBJECT_ACTIVE)
4174                         continue;
4175
4176                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4177                         return;
4178         }
4179 }
4180
4181 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4182 {
4183 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4184         unsigned long offset, size;
4185         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4186
4187         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4188                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4189                 if (modname[0])
4190                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4191                 return;
4192         }
4193 #endif
4194         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4195 }
4196
4197 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4198 {
4199         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4200         struct page *page;
4201         struct kmem_cache_node *n;
4202         const char *name;
4203         unsigned long *x = m->private;
4204         int node;
4205         int i;
4206
4207         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4208                 return 0;
4209         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4210                 return 0;
4211
4212         /* OK, we can do it */
4213
4214         x[1] = 0;
4215
4216         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4217
4218                 check_irq_on();
4219                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4220
4221                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
4222                         handle_slab(x, cachep, page);
4223                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
4224                         handle_slab(x, cachep, page);
4225                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4226         }
4227         name = cachep->name;
4228         if (x[0] == x[1]) {
4229                 /* Increase the buffer size */
4230                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4231                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4232                 if (!m->private) {
4233                         /* Too bad, we are really out */
4234                         m->private = x;
4235                         mutex_lock(&slab_mutex);
4236                         return -ENOMEM;
4237                 }
4238                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4239                 kfree(x);
4240                 mutex_lock(&slab_mutex);
4241                 /* Now make sure this entry will be retried */
4242                 m->count = m->size;
4243                 return 0;
4244         }
4245         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4246                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4247                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4248                 seq_putc(m, '\n');
4249         }
4250
4251         return 0;
4252 }
4253
4254 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4255         .start = leaks_start,
4256         .next = slab_next,
4257         .stop = slab_stop,
4258         .show = leaks_show,
4259 };
4260
4261 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4262 {
4263         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4264         int ret = -ENOMEM;
4265         if (n) {
4266                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4267                 if (!ret) {
4268                         struct seq_file *m = file->private_data;
4269                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4270                         m->private = n;
4271                         n = NULL;
4272                 }
4273                 kfree(n);
4274         }
4275         return ret;
4276 }
4277
4278 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4279         .open           = slabstats_open,
4280         .read           = seq_read,
4281         .llseek         = seq_lseek,
4282         .release        = seq_release_private,
4283 };
4284 #endif
4285
4286 static int __init slab_proc_init(void)
4287 {
4288 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4289         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4290 #endif
4291         return 0;
4292 }
4293 module_init(slab_proc_init);
4294 #endif
4295
4296 /**
4297  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4298  * @objp: Pointer to the object
4299  *
4300  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4301  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4302  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4303  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4304  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4305  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4306  * must not be freed during the duration of the call.
4307  */
4308 size_t ksize(const void *objp)
4309 {
4310         BUG_ON(!objp);
4311         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4312                 return 0;
4313
4314         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4315 }
4316 EXPORT_SYMBOL(ksize);