slab: destroy a slab without holding any alien cache lock
[pandora-kernel.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'slab_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/uaccess.h>
108 #include        <linux/nodemask.h>
109 #include        <linux/kmemleak.h>
110 #include        <linux/mempolicy.h>
111 #include        <linux/mutex.h>
112 #include        <linux/fault-inject.h>
113 #include        <linux/rtmutex.h>
114 #include        <linux/reciprocal_div.h>
115 #include        <linux/debugobjects.h>
116 #include        <linux/kmemcheck.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118 #include        <linux/prefetch.h>
119
120 #include        <net/sock.h>
121
122 #include        <asm/cacheflush.h>
123 #include        <asm/tlbflush.h>
124 #include        <asm/page.h>
125
126 #include <trace/events/kmem.h>
127
128 #include        "internal.h"
129
130 #include        "slab.h"
131
132 /*
133  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
134  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
135  *
136  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
137  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
138  *
139  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
140  */
141
142 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
143 #define DEBUG           1
144 #define STATS           1
145 #define FORCED_DEBUG    1
146 #else
147 #define DEBUG           0
148 #define STATS           0
149 #define FORCED_DEBUG    0
150 #endif
151
152 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
153 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
154 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
155
156 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
157 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
158 #endif
159
160 #define FREELIST_BYTE_INDEX (((PAGE_SIZE >> BITS_PER_BYTE) \
161                                 <= SLAB_OBJ_MIN_SIZE) ? 1 : 0)
162
163 #if FREELIST_BYTE_INDEX
164 typedef unsigned char freelist_idx_t;
165 #else
166 typedef unsigned short freelist_idx_t;
167 #endif
168
169 #define SLAB_OBJ_MAX_NUM ((1 << sizeof(freelist_idx_t) * BITS_PER_BYTE) - 1)
170
171 /*
172  * true if a page was allocated from pfmemalloc reserves for network-based
173  * swap
174  */
175 static bool pfmemalloc_active __read_mostly;
176
177 /*
178  * struct array_cache
179  *
180  * Purpose:
181  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
182  * - reduce the number of linked list operations
183  * - reduce spinlock operations
184  *
185  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
186  * footprint.
187  *
188  */
189 struct array_cache {
190         unsigned int avail;
191         unsigned int limit;
192         unsigned int batchcount;
193         unsigned int touched;
194         void *entry[];  /*
195                          * Must have this definition in here for the proper
196                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
197                          * the entries.
198                          *
199                          * Entries should not be directly dereferenced as
200                          * entries belonging to slabs marked pfmemalloc will
201                          * have the lower bits set SLAB_OBJ_PFMEMALLOC
202                          */
203 };
204
205 struct alien_cache {
206         spinlock_t lock;
207         struct array_cache ac;
208 };
209
210 #define SLAB_OBJ_PFMEMALLOC     1
211 static inline bool is_obj_pfmemalloc(void *objp)
212 {
213         return (unsigned long)objp & SLAB_OBJ_PFMEMALLOC;
214 }
215
216 static inline void set_obj_pfmemalloc(void **objp)
217 {
218         *objp = (void *)((unsigned long)*objp | SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
219         return;
220 }
221
222 static inline void clear_obj_pfmemalloc(void **objp)
223 {
224         *objp = (void *)((unsigned long)*objp & ~SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
225 }
226
227 /*
228  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
229  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
230  */
231 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
232 struct arraycache_init {
233         struct array_cache cache;
234         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
235 };
236
237 /*
238  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
239  */
240 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
241 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
242 #define CACHE_CACHE 0
243 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
244 #define SIZE_NODE (2 * MAX_NUMNODES)
245
246 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
247                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
248 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
249                         int node, struct list_head *list);
250 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list);
251 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
252 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
253
254 static int slab_early_init = 1;
255
256 #define INDEX_AC kmalloc_index(sizeof(struct arraycache_init))
257 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
258
259 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
260 {
261         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
262         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
263         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
264         parent->shared = NULL;
265         parent->alien = NULL;
266         parent->colour_next = 0;
267         spin_lock_init(&parent->list_lock);
268         parent->free_objects = 0;
269         parent->free_touched = 0;
270 }
271
272 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
273         do {                                                            \
274                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
275                 list_splice(&get_node(cachep, nodeid)->slab, listp);    \
276         } while (0)
277
278 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
279         do {                                                            \
280         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
281         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
282         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
283         } while (0)
284
285 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
286 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
287
288 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
289 /*
290  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
291  * cpucache drain/refill cycles.
292  *
293  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
294  * which could lock up otherwise freeable slabs.
295  */
296 #define REAPTIMEOUT_AC          (2*HZ)
297 #define REAPTIMEOUT_NODE        (4*HZ)
298
299 #if STATS
300 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
301 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
302 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
303 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
304 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
305 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
306         do {                                                            \
307                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
308                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
309         } while (0)
310 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
311 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
312 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
313 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
314 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
315         do {                                                            \
316                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
317                         (x)->max_freeable = i;                          \
318         } while (0)
319 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
320 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
321 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
322 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
323 #else
324 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
325 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
326 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
327 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
328 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
329 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
330 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
331 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
332 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
333 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
334 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
335 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
336 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
337 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
338 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
339 #endif
340
341 #if DEBUG
342
343 /*
344  * memory layout of objects:
345  * 0            : objp
346  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
347  *              the end of an object is aligned with the end of the real
348  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
349  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
350  *              redzone word.
351  * cachep->obj_offset: The real object.
352  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
353  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
354  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
355  */
356 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
357 {
358         return cachep->obj_offset;
359 }
360
361 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
362 {
363         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
364         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
365                                       sizeof(unsigned long long));
366 }
367
368 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
369 {
370         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
371         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
372                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
373                                               sizeof(unsigned long long) -
374                                               REDZONE_ALIGN);
375         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
376                                        sizeof(unsigned long long));
377 }
378
379 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
380 {
381         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
382         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
383 }
384
385 #else
386
387 #define obj_offset(x)                   0
388 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
389 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
390 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
391
392 #endif
393
394 #define OBJECT_FREE (0)
395 #define OBJECT_ACTIVE (1)
396
397 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
398
399 static void set_obj_status(struct page *page, int idx, int val)
400 {
401         int freelist_size;
402         char *status;
403         struct kmem_cache *cachep = page->slab_cache;
404
405         freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
406         status = (char *)page->freelist + freelist_size;
407         status[idx] = val;
408 }
409
410 static inline unsigned int get_obj_status(struct page *page, int idx)
411 {
412         int freelist_size;
413         char *status;
414         struct kmem_cache *cachep = page->slab_cache;
415
416         freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
417         status = (char *)page->freelist + freelist_size;
418
419         return status[idx];
420 }
421
422 #else
423 static inline void set_obj_status(struct page *page, int idx, int val) {}
424
425 #endif
426
427 /*
428  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
429  * overridden on the command line.
430  */
431 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
432 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
433 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
434 static bool slab_max_order_set __initdata;
435
436 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
437 {
438         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
439         return page->slab_cache;
440 }
441
442 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
443                                  unsigned int idx)
444 {
445         return page->s_mem + cache->size * idx;
446 }
447
448 /*
449  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
450  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
451  *   we can replace (offset / cache->size) by
452  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
453  */
454 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
455                                         const struct page *page, void *obj)
456 {
457         u32 offset = (obj - page->s_mem);
458         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
459 }
460
461 static struct arraycache_init initarray_generic =
462     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
463
464 /* internal cache of cache description objs */
465 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
466         .batchcount = 1,
467         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
468         .shared = 1,
469         .size = sizeof(struct kmem_cache),
470         .name = "kmem_cache",
471 };
472
473 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
474
475 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
476
477 /*
478  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
479  * for other slabs "off slab".
480  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
481  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
482  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
483  *
484  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
485  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
486  * then comes back up during hotplug
487  */
488 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
489 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
490
491 static struct lock_class_key debugobj_l3_key;
492 static struct lock_class_key debugobj_alc_key;
493
494 static void slab_set_lock_classes(struct kmem_cache *cachep,
495                 struct lock_class_key *l3_key, struct lock_class_key *alc_key,
496                 struct kmem_cache_node *n)
497 {
498         struct alien_cache **alc;
499         int r;
500
501         lockdep_set_class(&n->list_lock, l3_key);
502         alc = n->alien;
503         /*
504          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
505          * should go away when common slab code is taught to
506          * work even without alien caches.
507          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
508          * for alloc_alien_cache,
509          */
510         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
511                 return;
512         for_each_node(r) {
513                 if (alc[r])
514                         lockdep_set_class(&(alc[r]->lock), alc_key);
515         }
516 }
517
518 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep,
519         struct kmem_cache_node *n)
520 {
521         slab_set_lock_classes(cachep, &debugobj_l3_key, &debugobj_alc_key, n);
522 }
523
524 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
525 {
526         int node;
527         struct kmem_cache_node *n;
528
529         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
530                 slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, n);
531 }
532
533 static void init_node_lock_keys(int q)
534 {
535         int i;
536
537         if (slab_state < UP)
538                 return;
539
540         for (i = 1; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++) {
541                 struct kmem_cache_node *n;
542                 struct kmem_cache *cache = kmalloc_caches[i];
543
544                 if (!cache)
545                         continue;
546
547                 n = get_node(cache, q);
548                 if (!n || OFF_SLAB(cache))
549                         continue;
550
551                 slab_set_lock_classes(cache, &on_slab_l3_key,
552                                 &on_slab_alc_key, n);
553         }
554 }
555
556 static void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep,
557         struct kmem_cache_node *n)
558 {
559         slab_set_lock_classes(cachep, &on_slab_l3_key,
560                         &on_slab_alc_key, n);
561 }
562
563 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
564 {
565         int node;
566         struct kmem_cache_node *n;
567
568         VM_BUG_ON(OFF_SLAB(cachep));
569         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
570                 on_slab_lock_classes_node(cachep, n);
571 }
572
573 static inline void __init init_lock_keys(void)
574 {
575         int node;
576
577         for_each_node(node)
578                 init_node_lock_keys(node);
579 }
580 #else
581 static void __init init_node_lock_keys(int q)
582 {
583 }
584
585 static inline void init_lock_keys(void)
586 {
587 }
588
589 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
590 {
591 }
592
593 static inline void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep,
594         struct kmem_cache_node *n)
595 {
596 }
597
598 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep,
599         struct kmem_cache_node *n)
600 {
601 }
602
603 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
604 {
605 }
606 #endif
607
608 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
609
610 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
611 {
612         return cachep->array[smp_processor_id()];
613 }
614
615 static size_t calculate_freelist_size(int nr_objs, size_t align)
616 {
617         size_t freelist_size;
618
619         freelist_size = nr_objs * sizeof(freelist_idx_t);
620         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK))
621                 freelist_size += nr_objs * sizeof(char);
622
623         if (align)
624                 freelist_size = ALIGN(freelist_size, align);
625
626         return freelist_size;
627 }
628
629 static int calculate_nr_objs(size_t slab_size, size_t buffer_size,
630                                 size_t idx_size, size_t align)
631 {
632         int nr_objs;
633         size_t remained_size;
634         size_t freelist_size;
635         int extra_space = 0;
636
637         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK))
638                 extra_space = sizeof(char);
639         /*
640          * Ignore padding for the initial guess. The padding
641          * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
642          * least @align. In the worst case, this result will
643          * be one greater than the number of objects that fit
644          * into the memory allocation when taking the padding
645          * into account.
646          */
647         nr_objs = slab_size / (buffer_size + idx_size + extra_space);
648
649         /*
650          * This calculated number will be either the right
651          * amount, or one greater than what we want.
652          */
653         remained_size = slab_size - nr_objs * buffer_size;
654         freelist_size = calculate_freelist_size(nr_objs, align);
655         if (remained_size < freelist_size)
656                 nr_objs--;
657
658         return nr_objs;
659 }
660
661 /*
662  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
663  */
664 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
665                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
666                            unsigned int *num)
667 {
668         int nr_objs;
669         size_t mgmt_size;
670         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
671
672         /*
673          * The slab management structure can be either off the slab or
674          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
675          * slab is used for:
676          *
677          * - One unsigned int for each object
678          * - Padding to respect alignment of @align
679          * - @buffer_size bytes for each object
680          *
681          * If the slab management structure is off the slab, then the
682          * alignment will already be calculated into the size. Because
683          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
684          * correct alignment when allocated.
685          */
686         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
687                 mgmt_size = 0;
688                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
689
690         } else {
691                 nr_objs = calculate_nr_objs(slab_size, buffer_size,
692                                         sizeof(freelist_idx_t), align);
693                 mgmt_size = calculate_freelist_size(nr_objs, align);
694         }
695         *num = nr_objs;
696         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
697 }
698
699 #if DEBUG
700 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
701
702 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
703                         char *msg)
704 {
705         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
706                function, cachep->name, msg);
707         dump_stack();
708         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
709 }
710 #endif
711
712 /*
713  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
714  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
715  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
716  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
717  * line
718   */
719
720 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
721 static int __init noaliencache_setup(char *s)
722 {
723         use_alien_caches = 0;
724         return 1;
725 }
726 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
727
728 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
729 {
730         get_option(&str, &slab_max_order);
731         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
732                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
733         slab_max_order_set = true;
734
735         return 1;
736 }
737 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
738
739 #ifdef CONFIG_NUMA
740 /*
741  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
742  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
743  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
744  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
745  */
746 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
747
748 static void init_reap_node(int cpu)
749 {
750         int node;
751
752         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
753         if (node == MAX_NUMNODES)
754                 node = first_node(node_online_map);
755
756         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
757 }
758
759 static void next_reap_node(void)
760 {
761         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
762
763         node = next_node(node, node_online_map);
764         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
765                 node = first_node(node_online_map);
766         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
767 }
768
769 #else
770 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
771 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
772 #endif
773
774 /*
775  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
776  * via the workqueue/eventd.
777  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
778  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
779  * lock.
780  */
781 static void start_cpu_timer(int cpu)
782 {
783         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
784
785         /*
786          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
787          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
788          * at that time.
789          */
790         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
791                 init_reap_node(cpu);
792                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
793                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
794                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
795         }
796 }
797
798 static void init_arraycache(struct array_cache *ac, int limit, int batch)
799 {
800         /*
801          * The array_cache structures contain pointers to free object.
802          * However, when such objects are allocated or transferred to another
803          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
804          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
805          * not scan such objects.
806          */
807         kmemleak_no_scan(ac);
808         if (ac) {
809                 ac->avail = 0;
810                 ac->limit = limit;
811                 ac->batchcount = batch;
812                 ac->touched = 0;
813         }
814 }
815
816 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
817                                             int batchcount, gfp_t gfp)
818 {
819         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
820         struct array_cache *ac = NULL;
821
822         ac = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
823         init_arraycache(ac, entries, batchcount);
824         return ac;
825 }
826
827 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct page *page)
828 {
829         return PageSlabPfmemalloc(page);
830 }
831
832 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
833 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
834                                                 struct array_cache *ac)
835 {
836         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, numa_mem_id());
837         struct page *page;
838         unsigned long flags;
839
840         if (!pfmemalloc_active)
841                 return;
842
843         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
844         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
845                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
846                         goto out;
847
848         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
849                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
850                         goto out;
851
852         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
853                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
854                         goto out;
855
856         pfmemalloc_active = false;
857 out:
858         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
859 }
860
861 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
862                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
863 {
864         int i;
865         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
866
867         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
868         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
869                 struct kmem_cache_node *n;
870
871                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
872                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
873                         return objp;
874                 }
875
876                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
877                 for (i = 0; i < ac->avail; i++) {
878                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
879                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
880                                 objp = ac->entry[i];
881                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
882                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
883                                 return objp;
884                         }
885                 }
886
887                 /*
888                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
889                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
890                  */
891                 n = get_node(cachep, numa_mem_id());
892                 if (!list_empty(&n->slabs_free) && force_refill) {
893                         struct page *page = virt_to_head_page(objp);
894                         ClearPageSlabPfmemalloc(page);
895                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
896                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
897                         return objp;
898                 }
899
900                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
901                 ac->avail++;
902                 objp = NULL;
903         }
904
905         return objp;
906 }
907
908 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
909                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
910 {
911         void *objp;
912
913         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
914                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
915         else
916                 objp = ac->entry[--ac->avail];
917
918         return objp;
919 }
920
921 static void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
922                                                                 void *objp)
923 {
924         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
925                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
926                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
927                 if (PageSlabPfmemalloc(page))
928                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
929         }
930
931         return objp;
932 }
933
934 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
935                                                                 void *objp)
936 {
937         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
938                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
939
940         ac->entry[ac->avail++] = objp;
941 }
942
943 /*
944  * Transfer objects in one arraycache to another.
945  * Locking must be handled by the caller.
946  *
947  * Return the number of entries transferred.
948  */
949 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
950                 struct array_cache *from, unsigned int max)
951 {
952         /* Figure out how many entries to transfer */
953         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
954
955         if (!nr)
956                 return 0;
957
958         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
959                         sizeof(void *) *nr);
960
961         from->avail -= nr;
962         to->avail += nr;
963         return nr;
964 }
965
966 #ifndef CONFIG_NUMA
967
968 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
969 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
970
971 static inline struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node,
972                                                 int limit, gfp_t gfp)
973 {
974         return (struct alien_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
975 }
976
977 static inline void free_alien_cache(struct alien_cache **ac_ptr)
978 {
979 }
980
981 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
982 {
983         return 0;
984 }
985
986 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
987                 gfp_t flags)
988 {
989         return NULL;
990 }
991
992 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
993                  gfp_t flags, int nodeid)
994 {
995         return NULL;
996 }
997
998 #else   /* CONFIG_NUMA */
999
1000 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1001 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1002
1003 static struct alien_cache *__alloc_alien_cache(int node, int entries,
1004                                                 int batch, gfp_t gfp)
1005 {
1006         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct alien_cache);
1007         struct alien_cache *alc = NULL;
1008
1009         alc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
1010         init_arraycache(&alc->ac, entries, batch);
1011         spin_lock_init(&alc->lock);
1012         return alc;
1013 }
1014
1015 static struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1016 {
1017         struct alien_cache **alc_ptr;
1018         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1019         int i;
1020
1021         if (limit > 1)
1022                 limit = 12;
1023         alc_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
1024         if (!alc_ptr)
1025                 return NULL;
1026
1027         for_each_node(i) {
1028                 if (i == node || !node_online(i))
1029                         continue;
1030                 alc_ptr[i] = __alloc_alien_cache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
1031                 if (!alc_ptr[i]) {
1032                         for (i--; i >= 0; i--)
1033                                 kfree(alc_ptr[i]);
1034                         kfree(alc_ptr);
1035                         return NULL;
1036                 }
1037         }
1038         return alc_ptr;
1039 }
1040
1041 static void free_alien_cache(struct alien_cache **alc_ptr)
1042 {
1043         int i;
1044
1045         if (!alc_ptr)
1046                 return;
1047         for_each_node(i)
1048             kfree(alc_ptr[i]);
1049         kfree(alc_ptr);
1050 }
1051
1052 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1053                                 struct array_cache *ac, int node,
1054                                 struct list_head *list)
1055 {
1056         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
1057
1058         if (ac->avail) {
1059                 spin_lock(&n->list_lock);
1060                 /*
1061                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1062                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1063                  * into the free lists and getting them back later.
1064                  */
1065                 if (n->shared)
1066                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
1067
1068                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, list);
1069                 ac->avail = 0;
1070                 spin_unlock(&n->list_lock);
1071         }
1072 }
1073
1074 /*
1075  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1076  */
1077 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
1078 {
1079         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1080
1081         if (n->alien) {
1082                 struct alien_cache *alc = n->alien[node];
1083                 struct array_cache *ac;
1084
1085                 if (alc) {
1086                         ac = &alc->ac;
1087                         if (ac->avail && spin_trylock_irq(&alc->lock)) {
1088                                 LIST_HEAD(list);
1089
1090                                 __drain_alien_cache(cachep, ac, node, &list);
1091                                 spin_unlock_irq(&alc->lock);
1092                                 slabs_destroy(cachep, &list);
1093                         }
1094                 }
1095         }
1096 }
1097
1098 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1099                                 struct alien_cache **alien)
1100 {
1101         int i = 0;
1102         struct alien_cache *alc;
1103         struct array_cache *ac;
1104         unsigned long flags;
1105
1106         for_each_online_node(i) {
1107                 alc = alien[i];
1108                 if (alc) {
1109                         LIST_HEAD(list);
1110
1111                         ac = &alc->ac;
1112                         spin_lock_irqsave(&alc->lock, flags);
1113                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i, &list);
1114                         spin_unlock_irqrestore(&alc->lock, flags);
1115                         slabs_destroy(cachep, &list);
1116                 }
1117         }
1118 }
1119
1120 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1121 {
1122         int nodeid = page_to_nid(virt_to_page(objp));
1123         struct kmem_cache_node *n;
1124         struct alien_cache *alien = NULL;
1125         struct array_cache *ac;
1126         int node;
1127         LIST_HEAD(list);
1128
1129         node = numa_mem_id();
1130
1131         /*
1132          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1133          * cache on this cpu.
1134          */
1135         if (likely(nodeid == node))
1136                 return 0;
1137
1138         n = get_node(cachep, node);
1139         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1140         if (n->alien && n->alien[nodeid]) {
1141                 alien = n->alien[nodeid];
1142                 ac = &alien->ac;
1143                 spin_lock(&alien->lock);
1144                 if (unlikely(ac->avail == ac->limit)) {
1145                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1146                         __drain_alien_cache(cachep, ac, nodeid, &list);
1147                 }
1148                 ac_put_obj(cachep, ac, objp);
1149                 spin_unlock(&alien->lock);
1150                 slabs_destroy(cachep, &list);
1151         } else {
1152                 n = get_node(cachep, nodeid);
1153                 spin_lock(&n->list_lock);
1154                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid, &list);
1155                 spin_unlock(&n->list_lock);
1156                 slabs_destroy(cachep, &list);
1157         }
1158         return 1;
1159 }
1160 #endif
1161
1162 /*
1163  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
1164  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
1165  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1166  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
1167  * already in use.
1168  *
1169  * Must hold slab_mutex.
1170  */
1171 static int init_cache_node_node(int node)
1172 {
1173         struct kmem_cache *cachep;
1174         struct kmem_cache_node *n;
1175         const int memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
1176
1177         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1178                 /*
1179                  * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
1180                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1181                  * node has not already allocated this
1182                  */
1183                 n = get_node(cachep, node);
1184                 if (!n) {
1185                         n = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1186                         if (!n)
1187                                 return -ENOMEM;
1188                         kmem_cache_node_init(n);
1189                         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1190                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1191
1192                         /*
1193                          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
1194                          * come and go.  slab_mutex is sufficient
1195                          * protection here.
1196                          */
1197                         cachep->node[node] = n;
1198                 }
1199
1200                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1201                 n->free_limit =
1202                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1203                         cachep->batchcount + cachep->num;
1204                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1205         }
1206         return 0;
1207 }
1208
1209 static inline int slabs_tofree(struct kmem_cache *cachep,
1210                                                 struct kmem_cache_node *n)
1211 {
1212         return (n->free_objects + cachep->num - 1) / cachep->num;
1213 }
1214
1215 static void cpuup_canceled(long cpu)
1216 {
1217         struct kmem_cache *cachep;
1218         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1219         int node = cpu_to_mem(cpu);
1220         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1221
1222         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1223                 struct array_cache *nc;
1224                 struct array_cache *shared;
1225                 struct alien_cache **alien;
1226                 LIST_HEAD(list);
1227
1228                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1229                 nc = cachep->array[cpu];
1230                 cachep->array[cpu] = NULL;
1231                 n = get_node(cachep, node);
1232
1233                 if (!n)
1234                         goto free_array_cache;
1235
1236                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1237
1238                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
1239                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
1240                 if (nc)
1241                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node, &list);
1242
1243                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1244                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1245                         goto free_array_cache;
1246                 }
1247
1248                 shared = n->shared;
1249                 if (shared) {
1250                         free_block(cachep, shared->entry,
1251                                    shared->avail, node, &list);
1252                         n->shared = NULL;
1253                 }
1254
1255                 alien = n->alien;
1256                 n->alien = NULL;
1257
1258                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1259
1260                 kfree(shared);
1261                 if (alien) {
1262                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1263                         free_alien_cache(alien);
1264                 }
1265 free_array_cache:
1266                 slabs_destroy(cachep, &list);
1267                 kfree(nc);
1268         }
1269         /*
1270          * In the previous loop, all the objects were freed to
1271          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1272          * shrink each nodelist to its limit.
1273          */
1274         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1275                 n = get_node(cachep, node);
1276                 if (!n)
1277                         continue;
1278                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1279         }
1280 }
1281
1282 static int cpuup_prepare(long cpu)
1283 {
1284         struct kmem_cache *cachep;
1285         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1286         int node = cpu_to_mem(cpu);
1287         int err;
1288
1289         /*
1290          * We need to do this right in the beginning since
1291          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1292          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1293          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1294          */
1295         err = init_cache_node_node(node);
1296         if (err < 0)
1297                 goto bad;
1298
1299         /*
1300          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1301          * array caches
1302          */
1303         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1304                 struct array_cache *nc;
1305                 struct array_cache *shared = NULL;
1306                 struct alien_cache **alien = NULL;
1307
1308                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1309                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1310                 if (!nc)
1311                         goto bad;
1312                 if (cachep->shared) {
1313                         shared = alloc_arraycache(node,
1314                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1315                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1316                         if (!shared) {
1317                                 kfree(nc);
1318                                 goto bad;
1319                         }
1320                 }
1321                 if (use_alien_caches) {
1322                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1323                         if (!alien) {
1324                                 kfree(shared);
1325                                 kfree(nc);
1326                                 goto bad;
1327                         }
1328                 }
1329                 cachep->array[cpu] = nc;
1330                 n = get_node(cachep, node);
1331                 BUG_ON(!n);
1332
1333                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1334                 if (!n->shared) {
1335                         /*
1336                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1337                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1338                          */
1339                         n->shared = shared;
1340                         shared = NULL;
1341                 }
1342 #ifdef CONFIG_NUMA
1343                 if (!n->alien) {
1344                         n->alien = alien;
1345                         alien = NULL;
1346                 }
1347 #endif
1348                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1349                 kfree(shared);
1350                 free_alien_cache(alien);
1351                 if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS)
1352                         slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, n);
1353                 else if (!OFF_SLAB(cachep) &&
1354                          !(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1355                         on_slab_lock_classes_node(cachep, n);
1356         }
1357         init_node_lock_keys(node);
1358
1359         return 0;
1360 bad:
1361         cpuup_canceled(cpu);
1362         return -ENOMEM;
1363 }
1364
1365 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1366                                     unsigned long action, void *hcpu)
1367 {
1368         long cpu = (long)hcpu;
1369         int err = 0;
1370
1371         switch (action) {
1372         case CPU_UP_PREPARE:
1373         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1374                 mutex_lock(&slab_mutex);
1375                 err = cpuup_prepare(cpu);
1376                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1377                 break;
1378         case CPU_ONLINE:
1379         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1380                 start_cpu_timer(cpu);
1381                 break;
1382 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1383         case CPU_DOWN_PREPARE:
1384         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1385                 /*
1386                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1387                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1388                  * anything expensive but will only modify reap_work
1389                  * and reschedule the timer.
1390                 */
1391                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1392                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1393                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1394                 break;
1395         case CPU_DOWN_FAILED:
1396         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1397                 start_cpu_timer(cpu);
1398                 break;
1399         case CPU_DEAD:
1400         case CPU_DEAD_FROZEN:
1401                 /*
1402                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1403                  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between
1404                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1405                  * memory from the node of the cpu going down.  The node
1406                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1407                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1408                  */
1409                 /* fall through */
1410 #endif
1411         case CPU_UP_CANCELED:
1412         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1413                 mutex_lock(&slab_mutex);
1414                 cpuup_canceled(cpu);
1415                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1416                 break;
1417         }
1418         return notifier_from_errno(err);
1419 }
1420
1421 static struct notifier_block cpucache_notifier = {
1422         &cpuup_callback, NULL, 0
1423 };
1424
1425 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1426 /*
1427  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1428  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1429  * removed.
1430  *
1431  * Must hold slab_mutex.
1432  */
1433 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1434 {
1435         struct kmem_cache *cachep;
1436         int ret = 0;
1437
1438         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1439                 struct kmem_cache_node *n;
1440
1441                 n = get_node(cachep, node);
1442                 if (!n)
1443                         continue;
1444
1445                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1446
1447                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1448                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1449                         ret = -EBUSY;
1450                         break;
1451                 }
1452         }
1453         return ret;
1454 }
1455
1456 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1457                                         unsigned long action, void *arg)
1458 {
1459         struct memory_notify *mnb = arg;
1460         int ret = 0;
1461         int nid;
1462
1463         nid = mnb->status_change_nid;
1464         if (nid < 0)
1465                 goto out;
1466
1467         switch (action) {
1468         case MEM_GOING_ONLINE:
1469                 mutex_lock(&slab_mutex);
1470                 ret = init_cache_node_node(nid);
1471                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1472                 break;
1473         case MEM_GOING_OFFLINE:
1474                 mutex_lock(&slab_mutex);
1475                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1476                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1477                 break;
1478         case MEM_ONLINE:
1479         case MEM_OFFLINE:
1480         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1481         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1482                 break;
1483         }
1484 out:
1485         return notifier_from_errno(ret);
1486 }
1487 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1488
1489 /*
1490  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1491  */
1492 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1493                                 int nodeid)
1494 {
1495         struct kmem_cache_node *ptr;
1496
1497         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1498         BUG_ON(!ptr);
1499
1500         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1501         /*
1502          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1503          */
1504         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1505
1506         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1507         cachep->node[nodeid] = ptr;
1508 }
1509
1510 /*
1511  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1512  * size of kmem_cache_node.
1513  */
1514 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1515 {
1516         int node;
1517
1518         for_each_online_node(node) {
1519                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1520                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1521                     REAPTIMEOUT_NODE +
1522                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1523         }
1524 }
1525
1526 /*
1527  * The memory after the last cpu cache pointer is used for the
1528  * the node pointer.
1529  */
1530 static void setup_node_pointer(struct kmem_cache *cachep)
1531 {
1532         cachep->node = (struct kmem_cache_node **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
1533 }
1534
1535 /*
1536  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1537  * before smp_init().
1538  */
1539 void __init kmem_cache_init(void)
1540 {
1541         int i;
1542
1543         BUILD_BUG_ON(sizeof(((struct page *)NULL)->lru) <
1544                                         sizeof(struct rcu_head));
1545         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1546         setup_node_pointer(kmem_cache);
1547
1548         if (num_possible_nodes() == 1)
1549                 use_alien_caches = 0;
1550
1551         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1552                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1553
1554         set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1555
1556         /*
1557          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1558          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1559          * not overridden on the command line.
1560          */
1561         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1562                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1563
1564         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1565          * from caches that do not exist yet:
1566          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1567          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1568          *    kmem_cache is statically allocated.
1569          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1570          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1571          *    array at the end of the bootstrap.
1572          * 2) Create the first kmalloc cache.
1573          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1574          *    An __init data area is used for the head array.
1575          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1576          *    head arrays.
1577          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1578          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1579          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1580          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1581          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1582          */
1583
1584         /* 1) create the kmem_cache */
1585
1586         /*
1587          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1588          */
1589         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1590                 offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1591                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1592                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1593         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1594
1595         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1596
1597         /*
1598          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1599          * kmem_cache_node structures first.  Without this, further allocations will
1600          * bug.
1601          */
1602
1603         kmalloc_caches[INDEX_AC] = create_kmalloc_cache("kmalloc-ac",
1604                                         kmalloc_size(INDEX_AC), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1605
1606         if (INDEX_AC != INDEX_NODE)
1607                 kmalloc_caches[INDEX_NODE] =
1608                         create_kmalloc_cache("kmalloc-node",
1609                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1610
1611         slab_early_init = 0;
1612
1613         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1614         {
1615                 struct array_cache *ptr;
1616
1617                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1618
1619                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmem_cache),
1620                        sizeof(struct arraycache_init));
1621
1622                 kmem_cache->array[smp_processor_id()] = ptr;
1623
1624                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1625
1626                 BUG_ON(cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC])
1627                        != &initarray_generic.cache);
1628                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC]),
1629                        sizeof(struct arraycache_init));
1630
1631                 kmalloc_caches[INDEX_AC]->array[smp_processor_id()] = ptr;
1632         }
1633         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1634         {
1635                 int nid;
1636
1637                 for_each_online_node(nid) {
1638                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1639
1640                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_AC],
1641                                   &init_kmem_cache_node[SIZE_AC + nid], nid);
1642
1643                         if (INDEX_AC != INDEX_NODE) {
1644                                 init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1645                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1646                         }
1647                 }
1648         }
1649
1650         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1651 }
1652
1653 void __init kmem_cache_init_late(void)
1654 {
1655         struct kmem_cache *cachep;
1656
1657         slab_state = UP;
1658
1659         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1660         mutex_lock(&slab_mutex);
1661         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1662                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1663                         BUG();
1664         mutex_unlock(&slab_mutex);
1665
1666         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1667         init_lock_keys();
1668
1669         /* Done! */
1670         slab_state = FULL;
1671
1672         /*
1673          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1674          * cpu_cache_get for all new cpus
1675          */
1676         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1677
1678 #ifdef CONFIG_NUMA
1679         /*
1680          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1681          * node.
1682          */
1683         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1684 #endif
1685
1686         /*
1687          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1688          * of the kernel is not yet operational.
1689          */
1690 }
1691
1692 static int __init cpucache_init(void)
1693 {
1694         int cpu;
1695
1696         /*
1697          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1698          */
1699         for_each_online_cpu(cpu)
1700                 start_cpu_timer(cpu);
1701
1702         /* Done! */
1703         slab_state = FULL;
1704         return 0;
1705 }
1706 __initcall(cpucache_init);
1707
1708 static noinline void
1709 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1710 {
1711 #if DEBUG
1712         struct kmem_cache_node *n;
1713         struct page *page;
1714         unsigned long flags;
1715         int node;
1716         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1717                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1718
1719         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1720                 return;
1721
1722         printk(KERN_WARNING
1723                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1724                 nodeid, gfpflags);
1725         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1726                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1727
1728         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1729                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1730                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1731
1732                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1733                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
1734                         active_objs += cachep->num;
1735                         active_slabs++;
1736                 }
1737                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
1738                         active_objs += page->active;
1739                         active_slabs++;
1740                 }
1741                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
1742                         num_slabs++;
1743
1744                 free_objects += n->free_objects;
1745                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1746
1747                 num_slabs += active_slabs;
1748                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1749                 printk(KERN_WARNING
1750                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1751                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1752                         free_objects);
1753         }
1754 #endif
1755 }
1756
1757 /*
1758  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1759  *
1760  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1761  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1762  * would be relatively rare and ignorable.
1763  */
1764 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1765                                                                 int nodeid)
1766 {
1767         struct page *page;
1768         int nr_pages;
1769
1770         flags |= cachep->allocflags;
1771         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1772                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1773
1774         if (memcg_charge_slab(cachep, flags, cachep->gfporder))
1775                 return NULL;
1776
1777         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1778         if (!page) {
1779                 memcg_uncharge_slab(cachep, cachep->gfporder);
1780                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1781                 return NULL;
1782         }
1783
1784         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1785         if (unlikely(page->pfmemalloc))
1786                 pfmemalloc_active = true;
1787
1788         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1789         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1790                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1791                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1792         else
1793                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1794                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1795         __SetPageSlab(page);
1796         if (page->pfmemalloc)
1797                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1798
1799         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1800                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1801
1802                 if (cachep->ctor)
1803                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1804                 else
1805                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1806         }
1807
1808         return page;
1809 }
1810
1811 /*
1812  * Interface to system's page release.
1813  */
1814 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1815 {
1816         const unsigned long nr_freed = (1 << cachep->gfporder);
1817
1818         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1819
1820         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1821                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1822                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1823         else
1824                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1825                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1826
1827         BUG_ON(!PageSlab(page));
1828         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1829         __ClearPageSlab(page);
1830         page_mapcount_reset(page);
1831         page->mapping = NULL;
1832
1833         if (current->reclaim_state)
1834                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1835         __free_pages(page, cachep->gfporder);
1836         memcg_uncharge_slab(cachep, cachep->gfporder);
1837 }
1838
1839 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1840 {
1841         struct kmem_cache *cachep;
1842         struct page *page;
1843
1844         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1845         cachep = page->slab_cache;
1846
1847         kmem_freepages(cachep, page);
1848 }
1849
1850 #if DEBUG
1851
1852 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1853 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1854                             unsigned long caller)
1855 {
1856         int size = cachep->object_size;
1857
1858         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1859
1860         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1861                 return;
1862
1863         *addr++ = 0x12345678;
1864         *addr++ = caller;
1865         *addr++ = smp_processor_id();
1866         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1867         {
1868                 unsigned long *sptr = &caller;
1869                 unsigned long svalue;
1870
1871                 while (!kstack_end(sptr)) {
1872                         svalue = *sptr++;
1873                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1874                                 *addr++ = svalue;
1875                                 size -= sizeof(unsigned long);
1876                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1877                                         break;
1878                         }
1879                 }
1880
1881         }
1882         *addr++ = 0x87654321;
1883 }
1884 #endif
1885
1886 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1887 {
1888         int size = cachep->object_size;
1889         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1890
1891         memset(addr, val, size);
1892         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1893 }
1894
1895 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1896 {
1897         int i;
1898         unsigned char error = 0;
1899         int bad_count = 0;
1900
1901         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1902         for (i = 0; i < limit; i++) {
1903                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1904                         error = data[offset + i];
1905                         bad_count++;
1906                 }
1907         }
1908         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1909                         &data[offset], limit, 1);
1910
1911         if (bad_count == 1) {
1912                 error ^= POISON_FREE;
1913                 if (!(error & (error - 1))) {
1914                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1915                                         "bad RAM.\n");
1916 #ifdef CONFIG_X86
1917                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1918                                         "test tool.\n");
1919 #else
1920                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1921 #endif
1922                 }
1923         }
1924 }
1925 #endif
1926
1927 #if DEBUG
1928
1929 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1930 {
1931         int i, size;
1932         char *realobj;
1933
1934         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1935                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1936                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1937                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1938         }
1939
1940         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1941                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1942                        *dbg_userword(cachep, objp),
1943                        *dbg_userword(cachep, objp));
1944         }
1945         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1946         size = cachep->object_size;
1947         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1948                 int limit;
1949                 limit = 16;
1950                 if (i + limit > size)
1951                         limit = size - i;
1952                 dump_line(realobj, i, limit);
1953         }
1954 }
1955
1956 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1957 {
1958         char *realobj;
1959         int size, i;
1960         int lines = 0;
1961
1962         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1963         size = cachep->object_size;
1964
1965         for (i = 0; i < size; i++) {
1966                 char exp = POISON_FREE;
1967                 if (i == size - 1)
1968                         exp = POISON_END;
1969                 if (realobj[i] != exp) {
1970                         int limit;
1971                         /* Mismatch ! */
1972                         /* Print header */
1973                         if (lines == 0) {
1974                                 printk(KERN_ERR
1975                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1976                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
1977                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1978                         }
1979                         /* Hexdump the affected line */
1980                         i = (i / 16) * 16;
1981                         limit = 16;
1982                         if (i + limit > size)
1983                                 limit = size - i;
1984                         dump_line(realobj, i, limit);
1985                         i += 16;
1986                         lines++;
1987                         /* Limit to 5 lines */
1988                         if (lines > 5)
1989                                 break;
1990                 }
1991         }
1992         if (lines != 0) {
1993                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1994                  * exist:
1995                  */
1996                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1997                 unsigned int objnr;
1998
1999                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2000                 if (objnr) {
2001                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
2002                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2003                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
2004                                realobj, size);
2005                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
2006                 }
2007                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
2008                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
2009                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2010                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
2011                                realobj, size);
2012                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
2013                 }
2014         }
2015 }
2016 #endif
2017
2018 #if DEBUG
2019 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
2020                                                 struct page *page)
2021 {
2022         int i;
2023         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2024                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2025
2026                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2027 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2028                         if (cachep->size % PAGE_SIZE == 0 &&
2029                                         OFF_SLAB(cachep))
2030                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2031                                         cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
2032                         else
2033                                 check_poison_obj(cachep, objp);
2034 #else
2035                         check_poison_obj(cachep, objp);
2036 #endif
2037                 }
2038                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2039                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2040                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
2041                                            "was overwritten");
2042                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2043                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
2044                                            "was overwritten");
2045                 }
2046         }
2047 }
2048 #else
2049 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
2050                                                 struct page *page)
2051 {
2052 }
2053 #endif
2054
2055 /**
2056  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
2057  * @cachep: cache pointer being destroyed
2058  * @page: page pointer being destroyed
2059  *
2060  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
2061  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
2062  * cache-lock is not held/needed.
2063  */
2064 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2065 {
2066         void *freelist;
2067
2068         freelist = page->freelist;
2069         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
2070         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
2071                 struct rcu_head *head;
2072
2073                 /*
2074                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU.
2075                  * slab_page has been overloeaded over the LRU,
2076                  * however it is not used from now on so that
2077                  * we can use it safely.
2078                  */
2079                 head = (void *)&page->rcu_head;
2080                 call_rcu(head, kmem_rcu_free);
2081
2082         } else {
2083                 kmem_freepages(cachep, page);
2084         }
2085
2086         /*
2087          * From now on, we don't use freelist
2088          * although actual page can be freed in rcu context
2089          */
2090         if (OFF_SLAB(cachep))
2091                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
2092 }
2093
2094 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
2095 {
2096         struct page *page, *n;
2097
2098         list_for_each_entry_safe(page, n, list, lru) {
2099                 list_del(&page->lru);
2100                 slab_destroy(cachep, page);
2101         }
2102 }
2103
2104 /**
2105  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2106  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2107  * @size: size of objects to be created in this cache.
2108  * @align: required alignment for the objects.
2109  * @flags: slab allocation flags
2110  *
2111  * Also calculates the number of objects per slab.
2112  *
2113  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2114  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2115  * towards high-order requests, this should be changed.
2116  */
2117 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2118                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2119 {
2120         unsigned long offslab_limit;
2121         size_t left_over = 0;
2122         int gfporder;
2123
2124         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2125                 unsigned int num;
2126                 size_t remainder;
2127
2128                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2129                 if (!num)
2130                         continue;
2131
2132                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
2133                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
2134                         break;
2135
2136                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2137                         size_t freelist_size_per_obj = sizeof(freelist_idx_t);
2138                         /*
2139                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2140                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2141                          * looping condition in cache_grow().
2142                          */
2143                         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK))
2144                                 freelist_size_per_obj += sizeof(char);
2145                         offslab_limit = size;
2146                         offslab_limit /= freelist_size_per_obj;
2147
2148                         if (num > offslab_limit)
2149                                 break;
2150                 }
2151
2152                 /* Found something acceptable - save it away */
2153                 cachep->num = num;
2154                 cachep->gfporder = gfporder;
2155                 left_over = remainder;
2156
2157                 /*
2158                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2159                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2160                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2161                  */
2162                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2163                         break;
2164
2165                 /*
2166                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2167                  * currently bad for the gfp()s.
2168                  */
2169                 if (gfporder >= slab_max_order)
2170                         break;
2171
2172                 /*
2173                  * Acceptable internal fragmentation?
2174                  */
2175                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2176                         break;
2177         }
2178         return left_over;
2179 }
2180
2181 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2182 {
2183         if (slab_state >= FULL)
2184                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2185
2186         if (slab_state == DOWN) {
2187                 /*
2188                  * Note: Creation of first cache (kmem_cache).
2189                  * The setup_node is taken care
2190                  * of by the caller of __kmem_cache_create
2191                  */
2192                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2193                 slab_state = PARTIAL;
2194         } else if (slab_state == PARTIAL) {
2195                 /*
2196                  * Note: the second kmem_cache_create must create the cache
2197                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2198                  * further caches will BUG().
2199                  */
2200                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2201
2202                 /*
2203                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_cache_node)) is
2204                  * the second cache, then we need to set up all its node/,
2205                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2206                  */
2207                 set_up_node(cachep, SIZE_AC);
2208                 if (INDEX_AC == INDEX_NODE)
2209                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2210                 else
2211                         slab_state = PARTIAL_ARRAYCACHE;
2212         } else {
2213                 /* Remaining boot caches */
2214                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2215                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2216
2217                 if (slab_state == PARTIAL_ARRAYCACHE) {
2218                         set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
2219                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2220                 } else {
2221                         int node;
2222                         for_each_online_node(node) {
2223                                 cachep->node[node] =
2224                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node),
2225                                                 gfp, node);
2226                                 BUG_ON(!cachep->node[node]);
2227                                 kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
2228                         }
2229                 }
2230         }
2231         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
2232                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
2233                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
2234
2235         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2236         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2237         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2238         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2239         cachep->batchcount = 1;
2240         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2241         return 0;
2242 }
2243
2244 /**
2245  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2246  * @cachep: cache management descriptor
2247  * @flags: SLAB flags
2248  *
2249  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2250  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2251  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2252  *
2253  * The flags are
2254  *
2255  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2256  * to catch references to uninitialised memory.
2257  *
2258  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2259  * for buffer overruns.
2260  *
2261  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2262  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2263  * as davem.
2264  */
2265 int
2266 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2267 {
2268         size_t left_over, freelist_size, ralign;
2269         gfp_t gfp;
2270         int err;
2271         size_t size = cachep->size;
2272
2273 #if DEBUG
2274 #if FORCED_DEBUG
2275         /*
2276          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2277          * large objects, if the increased size would increase the object size
2278          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2279          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2280          */
2281         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2282                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2283                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2284         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2285                 flags |= SLAB_POISON;
2286 #endif
2287         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2288                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2289 #endif
2290
2291         /*
2292          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2293          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2294          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2295          */
2296         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2297                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2298                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2299         }
2300
2301         /*
2302          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2303          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2304          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2305          */
2306         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2307                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2308
2309         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2310                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2311                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2312                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2313                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2314                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2315         }
2316
2317         /* 3) caller mandated alignment */
2318         if (ralign < cachep->align) {
2319                 ralign = cachep->align;
2320         }
2321         /* disable debug if necessary */
2322         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2323                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2324         /*
2325          * 4) Store it.
2326          */
2327         cachep->align = ralign;
2328
2329         if (slab_is_available())
2330                 gfp = GFP_KERNEL;
2331         else
2332                 gfp = GFP_NOWAIT;
2333
2334         setup_node_pointer(cachep);
2335 #if DEBUG
2336
2337         /*
2338          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2339          * into align above.
2340          */
2341         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2342                 /* add space for red zone words */
2343                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2344                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2345         }
2346         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2347                 /* user store requires one word storage behind the end of
2348                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2349                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2350                  */
2351                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2352                         size += REDZONE_ALIGN;
2353                 else
2354                         size += BYTES_PER_WORD;
2355         }
2356 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2357         if (size >= kmalloc_size(INDEX_NODE + 1)
2358             && cachep->object_size > cache_line_size()
2359             && ALIGN(size, cachep->align) < PAGE_SIZE) {
2360                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, cachep->align);
2361                 size = PAGE_SIZE;
2362         }
2363 #endif
2364 #endif
2365
2366         /*
2367          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2368          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2369          * it too early on. Always use on-slab management when
2370          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2371          */
2372         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 5)) && !slab_early_init &&
2373             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2374                 /*
2375                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2376                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2377                  */
2378                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2379
2380         size = ALIGN(size, cachep->align);
2381         /*
2382          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2383          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2384          */
2385         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2386                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2387
2388         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, cachep->align, flags);
2389
2390         if (!cachep->num)
2391                 return -E2BIG;
2392
2393         freelist_size = calculate_freelist_size(cachep->num, cachep->align);
2394
2395         /*
2396          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2397          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2398          */
2399         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= freelist_size) {
2400                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2401                 left_over -= freelist_size;
2402         }
2403
2404         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2405                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2406                 freelist_size = calculate_freelist_size(cachep->num, 0);
2407
2408 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2409                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2410                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2411                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2412                  */
2413                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2414                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2415 #endif
2416         }
2417
2418         cachep->colour_off = cache_line_size();
2419         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2420         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2421                 cachep->colour_off = cachep->align;
2422         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2423         cachep->freelist_size = freelist_size;
2424         cachep->flags = flags;
2425         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2426         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2427                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2428         cachep->size = size;
2429         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2430
2431         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2432                 cachep->freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
2433                 /*
2434                  * This is a possibility for one of the kmalloc_{dma,}_caches.
2435                  * But since we go off slab only for object size greater than
2436                  * PAGE_SIZE/8, and kmalloc_{dma,}_caches get created
2437                  * in ascending order,this should not happen at all.
2438                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2439                  */
2440                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->freelist_cache));
2441         }
2442
2443         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2444         if (err) {
2445                 __kmem_cache_shutdown(cachep);
2446                 return err;
2447         }
2448
2449         if (flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS) {
2450                 /*
2451                  * Would deadlock through slab_destroy()->call_rcu()->
2452                  * debug_object_activate()->kmem_cache_alloc().
2453                  */
2454                 WARN_ON_ONCE(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU);
2455
2456                 slab_set_debugobj_lock_classes(cachep);
2457         } else if (!OFF_SLAB(cachep) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2458                 on_slab_lock_classes(cachep);
2459
2460         return 0;
2461 }
2462
2463 #if DEBUG
2464 static void check_irq_off(void)
2465 {
2466         BUG_ON(!irqs_disabled());
2467 }
2468
2469 static void check_irq_on(void)
2470 {
2471         BUG_ON(irqs_disabled());
2472 }
2473
2474 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2475 {
2476 #ifdef CONFIG_SMP
2477         check_irq_off();
2478         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2479 #endif
2480 }
2481
2482 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2483 {
2484 #ifdef CONFIG_SMP
2485         check_irq_off();
2486         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2487 #endif
2488 }
2489
2490 #else
2491 #define check_irq_off() do { } while(0)
2492 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2493 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2494 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2495 #endif
2496
2497 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
2498                         struct array_cache *ac,
2499                         int force, int node);
2500
2501 static void do_drain(void *arg)
2502 {
2503         struct kmem_cache *cachep = arg;
2504         struct array_cache *ac;
2505         int node = numa_mem_id();
2506         struct kmem_cache_node *n;
2507         LIST_HEAD(list);
2508
2509         check_irq_off();
2510         ac = cpu_cache_get(cachep);
2511         n = get_node(cachep, node);
2512         spin_lock(&n->list_lock);
2513         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2514         spin_unlock(&n->list_lock);
2515         slabs_destroy(cachep, &list);
2516         ac->avail = 0;
2517 }
2518
2519 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2520 {
2521         struct kmem_cache_node *n;
2522         int node;
2523
2524         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2525         check_irq_on();
2526         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2527                 if (n->alien)
2528                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2529
2530         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2531                 drain_array(cachep, n, n->shared, 1, node);
2532 }
2533
2534 /*
2535  * Remove slabs from the list of free slabs.
2536  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2537  *
2538  * Returns the actual number of slabs released.
2539  */
2540 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2541                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2542 {
2543         struct list_head *p;
2544         int nr_freed;
2545         struct page *page;
2546
2547         nr_freed = 0;
2548         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2549
2550                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2551                 p = n->slabs_free.prev;
2552                 if (p == &n->slabs_free) {
2553                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2554                         goto out;
2555                 }
2556
2557                 page = list_entry(p, struct page, lru);
2558 #if DEBUG
2559                 BUG_ON(page->active);
2560 #endif
2561                 list_del(&page->lru);
2562                 /*
2563                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2564                  * to the cache.
2565                  */
2566                 n->free_objects -= cache->num;
2567                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2568                 slab_destroy(cache, page);
2569                 nr_freed++;
2570         }
2571 out:
2572         return nr_freed;
2573 }
2574
2575 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2576 {
2577         int ret = 0;
2578         int node;
2579         struct kmem_cache_node *n;
2580
2581         drain_cpu_caches(cachep);
2582
2583         check_irq_on();
2584         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2585                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
2586
2587                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2588                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2589         }
2590         return (ret ? 1 : 0);
2591 }
2592
2593 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2594 {
2595         int i;
2596         struct kmem_cache_node *n;
2597         int rc = __kmem_cache_shrink(cachep);
2598
2599         if (rc)
2600                 return rc;
2601
2602         for_each_online_cpu(i)
2603             kfree(cachep->array[i]);
2604
2605         /* NUMA: free the node structures */
2606         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2607                 kfree(n->shared);
2608                 free_alien_cache(n->alien);
2609                 kfree(n);
2610                 cachep->node[i] = NULL;
2611         }
2612         return 0;
2613 }
2614
2615 /*
2616  * Get the memory for a slab management obj.
2617  *
2618  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2619  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2620  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2621  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2622  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2623  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2624  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2625  *
2626  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2627  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2628  */
2629 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2630                                    struct page *page, int colour_off,
2631                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2632 {
2633         void *freelist;
2634         void *addr = page_address(page);
2635
2636         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2637                 /* Slab management obj is off-slab. */
2638                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2639                                               local_flags, nodeid);
2640                 if (!freelist)
2641                         return NULL;
2642         } else {
2643                 freelist = addr + colour_off;
2644                 colour_off += cachep->freelist_size;
2645         }
2646         page->active = 0;
2647         page->s_mem = addr + colour_off;
2648         return freelist;
2649 }
2650
2651 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2652 {
2653         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2654 }
2655
2656 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2657                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2658 {
2659         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2660 }
2661
2662 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2663                             struct page *page)
2664 {
2665         int i;
2666
2667         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2668                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2669 #if DEBUG
2670                 /* need to poison the objs? */
2671                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2672                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2673                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2674                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2675
2676                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2677                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2678                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2679                 }
2680                 /*
2681                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2682                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2683                  * They must also be threaded.
2684                  */
2685                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2686                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2687
2688                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2689                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2690                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2691                                            " end of an object");
2692                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2693                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2694                                            " start of an object");
2695                 }
2696                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2697                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2698                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2699                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2700 #else
2701                 if (cachep->ctor)
2702                         cachep->ctor(objp);
2703 #endif
2704                 set_obj_status(page, i, OBJECT_FREE);
2705                 set_free_obj(page, i, i);
2706         }
2707 }
2708
2709 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2710 {
2711         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2712                 if (flags & GFP_DMA)
2713                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2714                 else
2715                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2716         }
2717 }
2718
2719 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page,
2720                                 int nodeid)
2721 {
2722         void *objp;
2723
2724         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2725         page->active++;
2726 #if DEBUG
2727         WARN_ON(page_to_nid(virt_to_page(objp)) != nodeid);
2728 #endif
2729
2730         return objp;
2731 }
2732
2733 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page,
2734                                 void *objp, int nodeid)
2735 {
2736         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2737 #if DEBUG
2738         unsigned int i;
2739
2740         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2741         WARN_ON(page_to_nid(virt_to_page(objp)) != nodeid);
2742
2743         /* Verify double free bug */
2744         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2745                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2746                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2747                                         "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2748                         BUG();
2749                 }
2750         }
2751 #endif
2752         page->active--;
2753         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2754 }
2755
2756 /*
2757  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2758  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2759  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2760  */
2761 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2762                            void *freelist)
2763 {
2764         page->slab_cache = cache;
2765         page->freelist = freelist;
2766 }
2767
2768 /*
2769  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2770  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2771  */
2772 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2773                 gfp_t flags, int nodeid, struct page *page)
2774 {
2775         void *freelist;
2776         size_t offset;
2777         gfp_t local_flags;
2778         struct kmem_cache_node *n;
2779
2780         /*
2781          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2782          * critical path in kmem_cache_alloc().
2783          */
2784         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2785         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2786
2787         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2788         check_irq_off();
2789         n = get_node(cachep, nodeid);
2790         spin_lock(&n->list_lock);
2791
2792         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2793         offset = n->colour_next;
2794         n->colour_next++;
2795         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2796                 n->colour_next = 0;
2797         spin_unlock(&n->list_lock);
2798
2799         offset *= cachep->colour_off;
2800
2801         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2802                 local_irq_enable();
2803
2804         /*
2805          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2806          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2807          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2808          * will eventually be caught here (where it matters).
2809          */
2810         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2811
2812         /*
2813          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2814          * 'nodeid'.
2815          */
2816         if (!page)
2817                 page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2818         if (!page)
2819                 goto failed;
2820
2821         /* Get slab management. */
2822         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2823                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2824         if (!freelist)
2825                 goto opps1;
2826
2827         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2828
2829         cache_init_objs(cachep, page);
2830
2831         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2832                 local_irq_disable();
2833         check_irq_off();
2834         spin_lock(&n->list_lock);
2835
2836         /* Make slab active. */
2837         list_add_tail(&page->lru, &(n->slabs_free));
2838         STATS_INC_GROWN(cachep);
2839         n->free_objects += cachep->num;
2840         spin_unlock(&n->list_lock);
2841         return 1;
2842 opps1:
2843         kmem_freepages(cachep, page);
2844 failed:
2845         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2846                 local_irq_disable();
2847         return 0;
2848 }
2849
2850 #if DEBUG
2851
2852 /*
2853  * Perform extra freeing checks:
2854  * - detect bad pointers.
2855  * - POISON/RED_ZONE checking
2856  */
2857 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2858 {
2859         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2860                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2861                        (unsigned long)objp);
2862                 BUG();
2863         }
2864 }
2865
2866 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2867 {
2868         unsigned long long redzone1, redzone2;
2869
2870         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2871         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2872
2873         /*
2874          * Redzone is ok.
2875          */
2876         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2877                 return;
2878
2879         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2880                 slab_error(cache, "double free detected");
2881         else
2882                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2883
2884         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2885                         obj, redzone1, redzone2);
2886 }
2887
2888 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2889                                    unsigned long caller)
2890 {
2891         unsigned int objnr;
2892         struct page *page;
2893
2894         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2895
2896         objp -= obj_offset(cachep);
2897         kfree_debugcheck(objp);
2898         page = virt_to_head_page(objp);
2899
2900         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2901                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2902                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2903                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2904         }
2905         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2906                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2907
2908         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2909
2910         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2911         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2912
2913         set_obj_status(page, objnr, OBJECT_FREE);
2914         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2915 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2916                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2917                         store_stackinfo(cachep, objp, caller);
2918                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2919                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2920                 } else {
2921                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2922                 }
2923 #else
2924                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2925 #endif
2926         }
2927         return objp;
2928 }
2929
2930 #else
2931 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2932 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2933 #endif
2934
2935 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2936                                                         bool force_refill)
2937 {
2938         int batchcount;
2939         struct kmem_cache_node *n;
2940         struct array_cache *ac;
2941         int node;
2942
2943         check_irq_off();
2944         node = numa_mem_id();
2945         if (unlikely(force_refill))
2946                 goto force_grow;
2947 retry:
2948         ac = cpu_cache_get(cachep);
2949         batchcount = ac->batchcount;
2950         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2951                 /*
2952                  * If there was little recent activity on this cache, then
2953                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2954                  * refill bouncing.
2955                  */
2956                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2957         }
2958         n = get_node(cachep, node);
2959
2960         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2961         spin_lock(&n->list_lock);
2962
2963         /* See if we can refill from the shared array */
2964         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2965                 n->shared->touched = 1;
2966                 goto alloc_done;
2967         }
2968
2969         while (batchcount > 0) {
2970                 struct list_head *entry;
2971                 struct page *page;
2972                 /* Get slab alloc is to come from. */
2973                 entry = n->slabs_partial.next;
2974                 if (entry == &n->slabs_partial) {
2975                         n->free_touched = 1;
2976                         entry = n->slabs_free.next;
2977                         if (entry == &n->slabs_free)
2978                                 goto must_grow;
2979                 }
2980
2981                 page = list_entry(entry, struct page, lru);
2982                 check_spinlock_acquired(cachep);
2983
2984                 /*
2985                  * The slab was either on partial or free list so
2986                  * there must be at least one object available for
2987                  * allocation.
2988                  */
2989                 BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2990
2991                 while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2992                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2993                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2994                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2995
2996                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, page,
2997                                                                         node));
2998                 }
2999
3000                 /* move slabp to correct slabp list: */
3001                 list_del(&page->lru);
3002                 if (page->active == cachep->num)
3003                         list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
3004                 else
3005                         list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
3006         }
3007
3008 must_grow:
3009         n->free_objects -= ac->avail;
3010 alloc_done:
3011         spin_unlock(&n->list_lock);
3012
3013         if (unlikely(!ac->avail)) {
3014                 int x;
3015 force_grow:
3016                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3017
3018                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3019                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3020                 node = numa_mem_id();
3021
3022                 /* no objects in sight? abort */
3023                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
3024                         return NULL;
3025
3026                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3027                         goto retry;
3028         }
3029         ac->touched = 1;
3030
3031         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
3032 }
3033
3034 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3035                                                 gfp_t flags)
3036 {
3037         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3038 #if DEBUG
3039         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3040 #endif
3041 }
3042
3043 #if DEBUG
3044 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3045                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
3046 {
3047         struct page *page;
3048
3049         if (!objp)
3050                 return objp;
3051         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3052 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3053                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3054                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3055                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
3056                 else
3057                         check_poison_obj(cachep, objp);
3058 #else
3059                 check_poison_obj(cachep, objp);
3060 #endif
3061                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3062         }
3063         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3064                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3065
3066         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3067                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3068                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3069                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3070                                                 " object was overwritten");
3071                         printk(KERN_ERR
3072                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3073                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3074                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3075                 }
3076                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3077                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3078         }
3079
3080         page = virt_to_head_page(objp);
3081         set_obj_status(page, obj_to_index(cachep, page, objp), OBJECT_ACTIVE);
3082         objp += obj_offset(cachep);
3083         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3084                 cachep->ctor(objp);
3085         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3086             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3087                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3088                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3089         }
3090         return objp;
3091 }
3092 #else
3093 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3094 #endif
3095
3096 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3097 {
3098         if (unlikely(cachep == kmem_cache))
3099                 return false;
3100
3101         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
3102 }
3103
3104 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3105 {
3106         void *objp;
3107         struct array_cache *ac;
3108         bool force_refill = false;
3109
3110         check_irq_off();
3111
3112         ac = cpu_cache_get(cachep);
3113         if (likely(ac->avail)) {
3114                 ac->touched = 1;
3115                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
3116
3117                 /*
3118                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
3119                  * by the current flags
3120                  */
3121                 if (objp) {
3122                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3123                         goto out;
3124                 }
3125                 force_refill = true;
3126         }
3127
3128         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3129         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
3130         /*
3131          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3132          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3133          */
3134         ac = cpu_cache_get(cachep);
3135
3136 out:
3137         /*
3138          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3139          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3140          * treat the array pointers as a reference to the object.
3141          */
3142         if (objp)
3143                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3144         return objp;
3145 }
3146
3147 #ifdef CONFIG_NUMA
3148 /*
3149  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
3150  *
3151  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3152  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3153  */
3154 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3155 {
3156         int nid_alloc, nid_here;
3157
3158         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3159                 return NULL;
3160         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3161         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3162                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3163         else if (current->mempolicy)
3164                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
3165         if (nid_alloc != nid_here)
3166                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3167         return NULL;
3168 }
3169
3170 /*
3171  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3172  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3173  * available node for available objects. If that fails then we
3174  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3175  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3176  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3177  */
3178 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3179 {
3180         struct zonelist *zonelist;
3181         gfp_t local_flags;
3182         struct zoneref *z;
3183         struct zone *zone;
3184         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3185         void *obj = NULL;
3186         int nid;
3187         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3188
3189         if (flags & __GFP_THISNODE)
3190                 return NULL;
3191
3192         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3193
3194 retry_cpuset:
3195         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3196         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3197
3198 retry:
3199         /*
3200          * Look through allowed nodes for objects available
3201          * from existing per node queues.
3202          */
3203         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3204                 nid = zone_to_nid(zone);
3205
3206                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3207                         get_node(cache, nid) &&
3208                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3209                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3210                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3211                                 if (obj)
3212                                         break;
3213                 }
3214         }
3215
3216         if (!obj) {
3217                 /*
3218                  * This allocation will be performed within the constraints
3219                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3220                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3221                  * set and go into memory reserves if necessary.
3222                  */
3223                 struct page *page;
3224
3225                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3226                         local_irq_enable();
3227                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3228                 page = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3229                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3230                         local_irq_disable();
3231                 if (page) {
3232                         /*
3233                          * Insert into the appropriate per node queues
3234                          */
3235                         nid = page_to_nid(page);
3236                         if (cache_grow(cache, flags, nid, page)) {
3237                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3238                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3239                                 if (!obj)
3240                                         /*
3241                                          * Another processor may allocate the
3242                                          * objects in the slab since we are
3243                                          * not holding any locks.
3244                                          */
3245                                         goto retry;
3246                         } else {
3247                                 /* cache_grow already freed obj */
3248                                 obj = NULL;
3249                         }
3250                 }
3251         }
3252
3253         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3254                 goto retry_cpuset;
3255         return obj;
3256 }
3257
3258 /*
3259  * A interface to enable slab creation on nodeid
3260  */
3261 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3262                                 int nodeid)
3263 {
3264         struct list_head *entry;
3265         struct page *page;
3266         struct kmem_cache_node *n;
3267         void *obj;
3268         int x;
3269
3270         VM_BUG_ON(nodeid > num_online_nodes());
3271         n = get_node(cachep, nodeid);
3272         BUG_ON(!n);
3273
3274 retry:
3275         check_irq_off();
3276         spin_lock(&n->list_lock);
3277         entry = n->slabs_partial.next;
3278         if (entry == &n->slabs_partial) {
3279                 n->free_touched = 1;
3280                 entry = n->slabs_free.next;
3281                 if (entry == &n->slabs_free)
3282                         goto must_grow;
3283         }
3284
3285         page = list_entry(entry, struct page, lru);
3286         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3287
3288         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3289         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3290         STATS_SET_HIGH(cachep);
3291
3292         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3293
3294         obj = slab_get_obj(cachep, page, nodeid);
3295         n->free_objects--;
3296         /* move slabp to correct slabp list: */
3297         list_del(&page->lru);
3298
3299         if (page->active == cachep->num)
3300                 list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
3301         else
3302                 list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
3303
3304         spin_unlock(&n->list_lock);
3305         goto done;
3306
3307 must_grow:
3308         spin_unlock(&n->list_lock);
3309         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3310         if (x)
3311                 goto retry;
3312
3313         return fallback_alloc(cachep, flags);
3314
3315 done:
3316         return obj;
3317 }
3318
3319 static __always_inline void *
3320 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3321                    unsigned long caller)
3322 {
3323         unsigned long save_flags;
3324         void *ptr;
3325         int slab_node = numa_mem_id();
3326
3327         flags &= gfp_allowed_mask;
3328
3329         lockdep_trace_alloc(flags);
3330
3331         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3332                 return NULL;
3333
3334         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3335
3336         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3337         local_irq_save(save_flags);
3338
3339         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3340                 nodeid = slab_node;
3341
3342         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3343                 /* Node not bootstrapped yet */
3344                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3345                 goto out;
3346         }
3347
3348         if (nodeid == slab_node) {
3349                 /*
3350                  * Use the locally cached objects if possible.
3351                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3352                  * to other nodes. It may fail while we still have
3353                  * objects on other nodes available.
3354                  */
3355                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3356                 if (ptr)
3357                         goto out;
3358         }
3359         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3360         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3361   out:
3362         local_irq_restore(save_flags);
3363         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3364         kmemleak_alloc_recursive(ptr, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3365                                  flags);
3366
3367         if (likely(ptr)) {
3368                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, cachep->object_size);
3369                 if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3370                         memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3371         }
3372
3373         return ptr;
3374 }
3375
3376 static __always_inline void *
3377 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3378 {
3379         void *objp;
3380
3381         if (current->mempolicy || unlikely(current->flags & PF_SPREAD_SLAB)) {
3382                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3383                 if (objp)
3384                         goto out;
3385         }
3386         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3387
3388         /*
3389          * We may just have run out of memory on the local node.
3390          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3391          */
3392         if (!objp)
3393                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3394
3395   out:
3396         return objp;
3397 }
3398 #else
3399
3400 static __always_inline void *
3401 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3402 {
3403         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3404 }
3405
3406 #endif /* CONFIG_NUMA */
3407
3408 static __always_inline void *
3409 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3410 {
3411         unsigned long save_flags;
3412         void *objp;
3413
3414         flags &= gfp_allowed_mask;
3415
3416         lockdep_trace_alloc(flags);
3417
3418         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3419                 return NULL;
3420
3421         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3422
3423         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3424         local_irq_save(save_flags);
3425         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3426         local_irq_restore(save_flags);
3427         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3428         kmemleak_alloc_recursive(objp, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3429                                  flags);
3430         prefetchw(objp);
3431
3432         if (likely(objp)) {
3433                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, cachep->object_size);
3434                 if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3435                         memset(objp, 0, cachep->object_size);
3436         }
3437
3438         return objp;
3439 }
3440
3441 /*
3442  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3443  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3444  */
3445 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3446                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3447 {
3448         int i;
3449         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3450
3451         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3452                 void *objp;
3453                 struct page *page;
3454
3455                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3456                 objp = objpp[i];
3457
3458                 page = virt_to_head_page(objp);
3459                 list_del(&page->lru);
3460                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3461                 slab_put_obj(cachep, page, objp, node);
3462                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3463                 n->free_objects++;
3464
3465                 /* fixup slab chains */
3466                 if (page->active == 0) {
3467                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3468                                 n->free_objects -= cachep->num;
3469                                 list_add_tail(&page->lru, list);
3470                         } else {
3471                                 list_add(&page->lru, &n->slabs_free);
3472                         }
3473                 } else {
3474                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3475                          * partial list on free - maximum time for the
3476                          * other objects to be freed, too.
3477                          */
3478                         list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
3479                 }
3480         }
3481 }
3482
3483 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3484 {
3485         int batchcount;
3486         struct kmem_cache_node *n;
3487         int node = numa_mem_id();
3488         LIST_HEAD(list);
3489
3490         batchcount = ac->batchcount;
3491 #if DEBUG
3492         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3493 #endif
3494         check_irq_off();
3495         n = get_node(cachep, node);
3496         spin_lock(&n->list_lock);
3497         if (n->shared) {
3498                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3499                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3500                 if (max) {
3501                         if (batchcount > max)
3502                                 batchcount = max;
3503                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3504                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3505                         shared_array->avail += batchcount;
3506                         goto free_done;
3507                 }
3508         }
3509
3510         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3511 free_done:
3512 #if STATS
3513         {
3514                 int i = 0;
3515                 struct list_head *p;
3516
3517                 p = n->slabs_free.next;
3518                 while (p != &(n->slabs_free)) {
3519                         struct page *page;
3520
3521                         page = list_entry(p, struct page, lru);
3522                         BUG_ON(page->active);
3523
3524                         i++;
3525                         p = p->next;
3526                 }
3527                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3528         }
3529 #endif
3530         spin_unlock(&n->list_lock);
3531         slabs_destroy(cachep, &list);
3532         ac->avail -= batchcount;
3533         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3534 }
3535
3536 /*
3537  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3538  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3539  */
3540 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3541                                 unsigned long caller)
3542 {
3543         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3544
3545         check_irq_off();
3546         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3547         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3548
3549         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3550
3551         /*
3552          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3553          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3554          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3555          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3556          * the cache.
3557          */
3558         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3559                 return;
3560
3561         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3562                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3563         } else {
3564                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3565                 cache_flusharray(cachep, ac);
3566         }
3567
3568         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3569 }
3570
3571 /**
3572  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3573  * @cachep: The cache to allocate from.
3574  * @flags: See kmalloc().
3575  *
3576  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3577  * if the cache has no available objects.
3578  */
3579 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3580 {
3581         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3582
3583         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3584                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3585
3586         return ret;
3587 }
3588 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3589
3590 #ifdef CONFIG_TRACING
3591 void *
3592 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3593 {
3594         void *ret;
3595
3596         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3597
3598         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3599                       size, cachep->size, flags);
3600         return ret;
3601 }
3602 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3603 #endif
3604
3605 #ifdef CONFIG_NUMA
3606 /**
3607  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3608  * @cachep: The cache to allocate from.
3609  * @flags: See kmalloc().
3610  * @nodeid: node number of the target node.
3611  *
3612  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3613  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3614  *
3615  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3616  */
3617 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3618 {
3619         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3620
3621         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3622                                     cachep->object_size, cachep->size,
3623                                     flags, nodeid);
3624
3625         return ret;
3626 }
3627 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3628
3629 #ifdef CONFIG_TRACING
3630 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3631                                   gfp_t flags,
3632                                   int nodeid,
3633                                   size_t size)
3634 {
3635         void *ret;
3636
3637         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3638
3639         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3640                            size, cachep->size,
3641                            flags, nodeid);
3642         return ret;
3643 }
3644 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3645 #endif
3646
3647 static __always_inline void *
3648 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3649 {
3650         struct kmem_cache *cachep;
3651
3652         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3653         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3654                 return cachep;
3655         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3656 }
3657
3658 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3659 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3660 {
3661         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3662 }
3663 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3664
3665 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3666                 int node, unsigned long caller)
3667 {
3668         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3669 }
3670 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3671 #else
3672 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3673 {
3674         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, 0);
3675 }
3676 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3677 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3678 #endif /* CONFIG_NUMA */
3679
3680 /**
3681  * __do_kmalloc - allocate memory
3682  * @size: how many bytes of memory are required.
3683  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3684  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3685  */
3686 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3687                                           unsigned long caller)
3688 {
3689         struct kmem_cache *cachep;
3690         void *ret;
3691
3692         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3693         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3694                 return cachep;
3695         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3696
3697         trace_kmalloc(caller, ret,
3698                       size, cachep->size, flags);
3699
3700         return ret;
3701 }
3702
3703
3704 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3705 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3706 {
3707         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3708 }
3709 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3710
3711 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3712 {
3713         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3714 }
3715 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3716
3717 #else
3718 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3719 {
3720         return __do_kmalloc(size, flags, 0);
3721 }
3722 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3723 #endif
3724
3725 /**
3726  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3727  * @cachep: The cache the allocation was from.
3728  * @objp: The previously allocated object.
3729  *
3730  * Free an object which was previously allocated from this
3731  * cache.
3732  */
3733 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3734 {
3735         unsigned long flags;
3736         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3737         if (!cachep)
3738                 return;
3739
3740         local_irq_save(flags);
3741         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3742         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3743                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3744         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3745         local_irq_restore(flags);
3746
3747         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3748 }
3749 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3750
3751 /**
3752  * kfree - free previously allocated memory
3753  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3754  *
3755  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3756  *
3757  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3758  * or you will run into trouble.
3759  */
3760 void kfree(const void *objp)
3761 {
3762         struct kmem_cache *c;
3763         unsigned long flags;
3764
3765         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3766
3767         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3768                 return;
3769         local_irq_save(flags);
3770         kfree_debugcheck(objp);
3771         c = virt_to_cache(objp);
3772         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3773
3774         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3775         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3776         local_irq_restore(flags);
3777 }
3778 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3779
3780 /*
3781  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3782  */
3783 static int alloc_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3784 {
3785         int node;
3786         struct kmem_cache_node *n;
3787         struct array_cache *new_shared;
3788         struct alien_cache **new_alien = NULL;
3789
3790         for_each_online_node(node) {
3791
3792                 if (use_alien_caches) {
3793                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3794                         if (!new_alien)
3795                                 goto fail;
3796                 }
3797
3798                 new_shared = NULL;
3799                 if (cachep->shared) {
3800                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3801                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3802                                         0xbaadf00d, gfp);
3803                         if (!new_shared) {
3804                                 free_alien_cache(new_alien);
3805                                 goto fail;
3806                         }
3807                 }
3808
3809                 n = get_node(cachep, node);
3810                 if (n) {
3811                         struct array_cache *shared = n->shared;
3812                         LIST_HEAD(list);
3813
3814                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3815
3816                         if (shared)
3817                                 free_block(cachep, shared->entry,
3818                                                 shared->avail, node, &list);
3819
3820                         n->shared = new_shared;
3821                         if (!n->alien) {
3822                                 n->alien = new_alien;
3823                                 new_alien = NULL;
3824                         }
3825                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3826                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3827                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3828                         slabs_destroy(cachep, &list);
3829                         kfree(shared);
3830                         free_alien_cache(new_alien);
3831                         continue;
3832                 }
3833                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3834                 if (!n) {
3835                         free_alien_cache(new_alien);
3836                         kfree(new_shared);
3837                         goto fail;
3838                 }
3839
3840                 kmem_cache_node_init(n);
3841                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
3842                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
3843                 n->shared = new_shared;
3844                 n->alien = new_alien;
3845                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3846                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3847                 cachep->node[node] = n;
3848         }
3849         return 0;
3850
3851 fail:
3852         if (!cachep->list.next) {
3853                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3854                 node--;
3855                 while (node >= 0) {
3856                         n = get_node(cachep, node);
3857                         if (n) {
3858                                 kfree(n->shared);
3859                                 free_alien_cache(n->alien);
3860                                 kfree(n);
3861                                 cachep->node[node] = NULL;
3862                         }
3863                         node--;
3864                 }
3865         }
3866         return -ENOMEM;
3867 }
3868
3869 struct ccupdate_struct {
3870         struct kmem_cache *cachep;
3871         struct array_cache *new[0];
3872 };
3873
3874 static void do_ccupdate_local(void *info)
3875 {
3876         struct ccupdate_struct *new = info;
3877         struct array_cache *old;
3878
3879         check_irq_off();
3880         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3881
3882         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3883         new->new[smp_processor_id()] = old;
3884 }
3885
3886 /* Always called with the slab_mutex held */
3887 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3888                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3889 {
3890         struct ccupdate_struct *new;
3891         int i;
3892
3893         new = kzalloc(sizeof(*new) + nr_cpu_ids * sizeof(struct array_cache *),
3894                       gfp);
3895         if (!new)
3896                 return -ENOMEM;
3897
3898         for_each_online_cpu(i) {
3899                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
3900                                                 batchcount, gfp);
3901                 if (!new->new[i]) {
3902                         for (i--; i >= 0; i--)
3903                                 kfree(new->new[i]);
3904                         kfree(new);
3905                         return -ENOMEM;
3906                 }
3907         }
3908         new->cachep = cachep;
3909
3910         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3911
3912         check_irq_on();
3913         cachep->batchcount = batchcount;
3914         cachep->limit = limit;
3915         cachep->shared = shared;
3916
3917         for_each_online_cpu(i) {
3918                 LIST_HEAD(list);
3919                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3920                 int node;
3921                 struct kmem_cache_node *n;
3922
3923                 if (!ccold)
3924                         continue;
3925
3926                 node = cpu_to_mem(i);
3927                 n = get_node(cachep, node);
3928                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3929                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, node, &list);
3930                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3931                 slabs_destroy(cachep, &list);
3932                 kfree(ccold);
3933         }
3934         kfree(new);
3935         return alloc_kmem_cache_node(cachep, gfp);
3936 }
3937
3938 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3939                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3940 {
3941         int ret;
3942         struct kmem_cache *c = NULL;
3943         int i = 0;
3944
3945         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3946
3947         if (slab_state < FULL)
3948                 return ret;
3949
3950         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3951                 return ret;
3952
3953         VM_BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
3954         for_each_memcg_cache_index(i) {
3955                 c = cache_from_memcg_idx(cachep, i);
3956                 if (c)
3957                         /* return value determined by the parent cache only */
3958                         __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3959         }
3960
3961         return ret;
3962 }
3963
3964 /* Called with slab_mutex held always */
3965 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3966 {
3967         int err;
3968         int limit = 0;
3969         int shared = 0;
3970         int batchcount = 0;
3971
3972         if (!is_root_cache(cachep)) {
3973                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3974                 limit = root->limit;
3975                 shared = root->shared;
3976                 batchcount = root->batchcount;
3977         }
3978
3979         if (limit && shared && batchcount)
3980                 goto skip_setup;
3981         /*
3982          * The head array serves three purposes:
3983          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3984          * - reduce the number of spinlock operations.
3985          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3986          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3987          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3988          * Bonwick.
3989          */
3990         if (cachep->size > 131072)
3991                 limit = 1;
3992         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3993                 limit = 8;
3994         else if (cachep->size > 1024)
3995                 limit = 24;
3996         else if (cachep->size > 256)
3997                 limit = 54;
3998         else
3999                 limit = 120;
4000
4001         /*
4002          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4003          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4004          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4005          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4006          * replaces Bonwick's magazine layer.
4007          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4008          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4009          */
4010         shared = 0;
4011         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4012                 shared = 8;
4013
4014 #if DEBUG
4015         /*
4016          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4017          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4018          */
4019         if (limit > 32)
4020                 limit = 32;
4021 #endif
4022         batchcount = (limit + 1) / 2;
4023 skip_setup:
4024         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
4025         if (err)
4026                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4027                        cachep->name, -err);
4028         return err;
4029 }
4030
4031 /*
4032  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
4033  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
4034  * if drain_array() is used on the shared array.
4035  */
4036 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
4037                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4038 {
4039         LIST_HEAD(list);
4040         int tofree;
4041
4042         if (!ac || !ac->avail)
4043                 return;
4044         if (ac->touched && !force) {
4045                 ac->touched = 0;
4046         } else {
4047                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4048                 if (ac->avail) {
4049                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4050                         if (tofree > ac->avail)
4051                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4052                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, &list);
4053                         ac->avail -= tofree;
4054                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4055                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4056                 }
4057                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4058                 slabs_destroy(cachep, &list);
4059         }
4060 }
4061
4062 /**
4063  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4064  * @w: work descriptor
4065  *
4066  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4067  * Purpose:
4068  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4069  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4070  *
4071  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4072  * again on the next iteration.
4073  */
4074 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4075 {
4076         struct kmem_cache *searchp;
4077         struct kmem_cache_node *n;
4078         int node = numa_mem_id();
4079         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4080
4081         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
4082                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4083                 goto out;
4084
4085         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
4086                 check_irq_on();
4087
4088                 /*
4089                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
4090                  * have established with reasonable certainty that
4091                  * we can do some work if the lock was obtained.
4092                  */
4093                 n = get_node(searchp, node);
4094
4095                 reap_alien(searchp, n);
4096
4097                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4098
4099                 /*
4100                  * These are racy checks but it does not matter
4101                  * if we skip one check or scan twice.
4102                  */
4103                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
4104                         goto next;
4105
4106                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
4107
4108                 drain_array(searchp, n, n->shared, 0, node);
4109
4110                 if (n->free_touched)
4111                         n->free_touched = 0;
4112                 else {
4113                         int freed;
4114
4115                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
4116                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4117                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4118                 }
4119 next:
4120                 cond_resched();
4121         }
4122         check_irq_on();
4123         mutex_unlock(&slab_mutex);
4124         next_reap_node();
4125 out:
4126         /* Set up the next iteration */
4127         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
4128 }
4129
4130 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4131 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4132 {
4133         struct page *page;
4134         unsigned long active_objs;
4135         unsigned long num_objs;
4136         unsigned long active_slabs = 0;
4137         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4138         const char *name;
4139         char *error = NULL;
4140         int node;
4141         struct kmem_cache_node *n;
4142
4143         active_objs = 0;
4144         num_slabs = 0;
4145         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4146
4147                 check_irq_on();
4148                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4149
4150                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
4151                         if (page->active != cachep->num && !error)
4152                                 error = "slabs_full accounting error";
4153                         active_objs += cachep->num;
4154                         active_slabs++;
4155                 }
4156                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
4157                         if (page->active == cachep->num && !error)
4158                                 error = "slabs_partial accounting error";
4159                         if (!page->active && !error)
4160                                 error = "slabs_partial accounting error";
4161                         active_objs += page->active;
4162                         active_slabs++;
4163                 }
4164                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
4165                         if (page->active && !error)
4166                                 error = "slabs_free accounting error";
4167                         num_slabs++;
4168                 }
4169                 free_objects += n->free_objects;
4170                 if (n->shared)
4171                         shared_avail += n->shared->avail;
4172
4173                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4174         }
4175         num_slabs += active_slabs;
4176         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4177         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4178                 error = "free_objects accounting error";
4179
4180         name = cachep->name;
4181         if (error)
4182                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4183
4184         sinfo->active_objs = active_objs;
4185         sinfo->num_objs = num_objs;
4186         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4187         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4188         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4189         sinfo->limit = cachep->limit;
4190         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4191         sinfo->shared = cachep->shared;
4192         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4193         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4194 }
4195
4196 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4197 {
4198 #if STATS
4199         {                       /* node stats */
4200                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4201                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4202                 unsigned long grown = cachep->grown;
4203                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4204                 unsigned long errors = cachep->errors;
4205                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4206                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4207                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4208                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4209
4210                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4211                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4212                            allocs, high, grown,
4213                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4214                            node_frees, overflows);
4215         }
4216         /* cpu stats */
4217         {
4218                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4219                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4220                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4221                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4222
4223                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4224                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4225         }
4226 #endif
4227 }
4228
4229 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4230 /**
4231  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4232  * @file: unused
4233  * @buffer: user buffer
4234  * @count: data length
4235  * @ppos: unused
4236  */
4237 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4238                        size_t count, loff_t *ppos)
4239 {
4240         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4241         int limit, batchcount, shared, res;
4242         struct kmem_cache *cachep;
4243
4244         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4245                 return -EINVAL;
4246         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4247                 return -EFAULT;
4248         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4249
4250         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4251         if (!tmp)
4252                 return -EINVAL;
4253         *tmp = '\0';
4254         tmp++;
4255         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4256                 return -EINVAL;
4257
4258         /* Find the cache in the chain of caches. */
4259         mutex_lock(&slab_mutex);
4260         res = -EINVAL;
4261         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4262                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4263                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4264                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4265                                 res = 0;
4266                         } else {
4267                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4268                                                        batchcount, shared,
4269                                                        GFP_KERNEL);
4270                         }
4271                         break;
4272                 }
4273         }
4274         mutex_unlock(&slab_mutex);
4275         if (res >= 0)
4276                 res = count;
4277         return res;
4278 }
4279
4280 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4281
4282 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4283 {
4284         mutex_lock(&slab_mutex);
4285         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4286 }
4287
4288 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4289 {
4290         unsigned long *p;
4291         int l;
4292         if (!v)
4293                 return 1;
4294         l = n[1];
4295         p = n + 2;
4296         while (l) {
4297                 int i = l/2;
4298                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4299                 if (*q == v) {
4300                         q[1]++;
4301                         return 1;
4302                 }
4303                 if (*q > v) {
4304                         l = i;
4305                 } else {
4306                         p = q + 2;
4307                         l -= i + 1;
4308                 }
4309         }
4310         if (++n[1] == n[0])
4311                 return 0;
4312         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4313         p[0] = v;
4314         p[1] = 1;
4315         return 1;
4316 }
4317
4318 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c,
4319                                                 struct page *page)
4320 {
4321         void *p;
4322         int i;
4323
4324         if (n[0] == n[1])
4325                 return;
4326         for (i = 0, p = page->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4327                 if (get_obj_status(page, i) != OBJECT_ACTIVE)
4328                         continue;
4329
4330                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4331                         return;
4332         }
4333 }
4334
4335 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4336 {
4337 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4338         unsigned long offset, size;
4339         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4340
4341         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4342                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4343                 if (modname[0])
4344                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4345                 return;
4346         }
4347 #endif
4348         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4349 }
4350
4351 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4352 {
4353         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4354         struct page *page;
4355         struct kmem_cache_node *n;
4356         const char *name;
4357         unsigned long *x = m->private;
4358         int node;
4359         int i;
4360
4361         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4362                 return 0;
4363         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4364                 return 0;
4365
4366         /* OK, we can do it */
4367
4368         x[1] = 0;
4369
4370         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4371
4372                 check_irq_on();
4373                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4374
4375                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
4376                         handle_slab(x, cachep, page);
4377                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
4378                         handle_slab(x, cachep, page);
4379                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4380         }
4381         name = cachep->name;
4382         if (x[0] == x[1]) {
4383                 /* Increase the buffer size */
4384                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4385                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4386                 if (!m->private) {
4387                         /* Too bad, we are really out */
4388                         m->private = x;
4389                         mutex_lock(&slab_mutex);
4390                         return -ENOMEM;
4391                 }
4392                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4393                 kfree(x);
4394                 mutex_lock(&slab_mutex);
4395                 /* Now make sure this entry will be retried */
4396                 m->count = m->size;
4397                 return 0;
4398         }
4399         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4400                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4401                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4402                 seq_putc(m, '\n');
4403         }
4404
4405         return 0;
4406 }
4407
4408 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4409         .start = leaks_start,
4410         .next = slab_next,
4411         .stop = slab_stop,
4412         .show = leaks_show,
4413 };
4414
4415 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4416 {
4417         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4418         int ret = -ENOMEM;
4419         if (n) {
4420                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4421                 if (!ret) {
4422                         struct seq_file *m = file->private_data;
4423                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4424                         m->private = n;
4425                         n = NULL;
4426                 }
4427                 kfree(n);
4428         }
4429         return ret;
4430 }
4431
4432 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4433         .open           = slabstats_open,
4434         .read           = seq_read,
4435         .llseek         = seq_lseek,
4436         .release        = seq_release_private,
4437 };
4438 #endif
4439
4440 static int __init slab_proc_init(void)
4441 {
4442 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4443         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4444 #endif
4445         return 0;
4446 }
4447 module_init(slab_proc_init);
4448 #endif
4449
4450 /**
4451  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4452  * @objp: Pointer to the object
4453  *
4454  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4455  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4456  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4457  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4458  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4459  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4460  * must not be freed during the duration of the call.
4461  */
4462 size_t ksize(const void *objp)
4463 {
4464         BUG_ON(!objp);
4465         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4466                 return 0;
4467
4468         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4469 }
4470 EXPORT_SYMBOL(ksize);