Merge branches 'for-3.17/upstream', 'for-3.17/cp2112', 'for-3.17/huion', 'for-3.17...
[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         spinlock_t lock;
195         void *entry[];  /*
196                          * Must have this definition in here for the proper
197                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
198                          * the entries.
199                          *
200                          * Entries should not be directly dereferenced as
201                          * entries belonging to slabs marked pfmemalloc will
202                          * have the lower bits set SLAB_OBJ_PFMEMALLOC
203                          */
204 };
205
206 #define SLAB_OBJ_PFMEMALLOC     1
207 static inline bool is_obj_pfmemalloc(void *objp)
208 {
209         return (unsigned long)objp & SLAB_OBJ_PFMEMALLOC;
210 }
211
212 static inline void set_obj_pfmemalloc(void **objp)
213 {
214         *objp = (void *)((unsigned long)*objp | SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
215         return;
216 }
217
218 static inline void clear_obj_pfmemalloc(void **objp)
219 {
220         *objp = (void *)((unsigned long)*objp & ~SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
221 }
222
223 /*
224  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
225  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
226  */
227 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
228 struct arraycache_init {
229         struct array_cache cache;
230         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
231 };
232
233 /*
234  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
235  */
236 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
237 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
238 #define CACHE_CACHE 0
239 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
240 #define SIZE_NODE (2 * MAX_NUMNODES)
241
242 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
243                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
244 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
245                         int node);
246 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
247 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
248
249 static int slab_early_init = 1;
250
251 #define INDEX_AC kmalloc_index(sizeof(struct arraycache_init))
252 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
253
254 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
255 {
256         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
257         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
258         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
259         parent->shared = NULL;
260         parent->alien = NULL;
261         parent->colour_next = 0;
262         spin_lock_init(&parent->list_lock);
263         parent->free_objects = 0;
264         parent->free_touched = 0;
265 }
266
267 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
268         do {                                                            \
269                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
270                 list_splice(&(cachep->node[nodeid]->slab), listp);      \
271         } while (0)
272
273 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
274         do {                                                            \
275         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
276         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
277         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
278         } while (0)
279
280 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
281 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
282
283 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
284 /*
285  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
286  * cpucache drain/refill cycles.
287  *
288  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
289  * which could lock up otherwise freeable slabs.
290  */
291 #define REAPTIMEOUT_AC          (2*HZ)
292 #define REAPTIMEOUT_NODE        (4*HZ)
293
294 #if STATS
295 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
296 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
297 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
298 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
299 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
300 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
301         do {                                                            \
302                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
303                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
304         } while (0)
305 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
306 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
307 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
308 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
309 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
310         do {                                                            \
311                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
312                         (x)->max_freeable = i;                          \
313         } while (0)
314 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
315 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
316 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
317 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
318 #else
319 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
320 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
321 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
322 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
323 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
324 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
325 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
326 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
327 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
328 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
329 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
330 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
331 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
332 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
333 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
334 #endif
335
336 #if DEBUG
337
338 /*
339  * memory layout of objects:
340  * 0            : objp
341  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
342  *              the end of an object is aligned with the end of the real
343  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
344  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
345  *              redzone word.
346  * cachep->obj_offset: The real object.
347  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
348  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
349  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
350  */
351 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
352 {
353         return cachep->obj_offset;
354 }
355
356 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
357 {
358         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
359         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
360                                       sizeof(unsigned long long));
361 }
362
363 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
364 {
365         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
366         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
367                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
368                                               sizeof(unsigned long long) -
369                                               REDZONE_ALIGN);
370         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
371                                        sizeof(unsigned long long));
372 }
373
374 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
375 {
376         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
377         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
378 }
379
380 #else
381
382 #define obj_offset(x)                   0
383 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
384 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
385 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
386
387 #endif
388
389 #define OBJECT_FREE (0)
390 #define OBJECT_ACTIVE (1)
391
392 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
393
394 static void set_obj_status(struct page *page, int idx, int val)
395 {
396         int freelist_size;
397         char *status;
398         struct kmem_cache *cachep = page->slab_cache;
399
400         freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
401         status = (char *)page->freelist + freelist_size;
402         status[idx] = val;
403 }
404
405 static inline unsigned int get_obj_status(struct page *page, int idx)
406 {
407         int freelist_size;
408         char *status;
409         struct kmem_cache *cachep = page->slab_cache;
410
411         freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
412         status = (char *)page->freelist + freelist_size;
413
414         return status[idx];
415 }
416
417 #else
418 static inline void set_obj_status(struct page *page, int idx, int val) {}
419
420 #endif
421
422 /*
423  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
424  * overridden on the command line.
425  */
426 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
427 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
428 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
429 static bool slab_max_order_set __initdata;
430
431 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
432 {
433         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
434         return page->slab_cache;
435 }
436
437 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
438                                  unsigned int idx)
439 {
440         return page->s_mem + cache->size * idx;
441 }
442
443 /*
444  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
445  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
446  *   we can replace (offset / cache->size) by
447  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
448  */
449 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
450                                         const struct page *page, void *obj)
451 {
452         u32 offset = (obj - page->s_mem);
453         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
454 }
455
456 static struct arraycache_init initarray_generic =
457     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
458
459 /* internal cache of cache description objs */
460 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
461         .batchcount = 1,
462         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
463         .shared = 1,
464         .size = sizeof(struct kmem_cache),
465         .name = "kmem_cache",
466 };
467
468 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
469
470 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
471
472 /*
473  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
474  * for other slabs "off slab".
475  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
476  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
477  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
478  *
479  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
480  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
481  * then comes back up during hotplug
482  */
483 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
484 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
485
486 static struct lock_class_key debugobj_l3_key;
487 static struct lock_class_key debugobj_alc_key;
488
489 static void slab_set_lock_classes(struct kmem_cache *cachep,
490                 struct lock_class_key *l3_key, struct lock_class_key *alc_key,
491                 int q)
492 {
493         struct array_cache **alc;
494         struct kmem_cache_node *n;
495         int r;
496
497         n = cachep->node[q];
498         if (!n)
499                 return;
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, int node)
519 {
520         slab_set_lock_classes(cachep, &debugobj_l3_key, &debugobj_alc_key, node);
521 }
522
523 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
524 {
525         int node;
526
527         for_each_online_node(node)
528                 slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
529 }
530
531 static void init_node_lock_keys(int q)
532 {
533         int i;
534
535         if (slab_state < UP)
536                 return;
537
538         for (i = 1; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++) {
539                 struct kmem_cache_node *n;
540                 struct kmem_cache *cache = kmalloc_caches[i];
541
542                 if (!cache)
543                         continue;
544
545                 n = cache->node[q];
546                 if (!n || OFF_SLAB(cache))
547                         continue;
548
549                 slab_set_lock_classes(cache, &on_slab_l3_key,
550                                 &on_slab_alc_key, q);
551         }
552 }
553
554 static void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int q)
555 {
556         if (!cachep->node[q])
557                 return;
558
559         slab_set_lock_classes(cachep, &on_slab_l3_key,
560                         &on_slab_alc_key, q);
561 }
562
563 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
564 {
565         int node;
566
567         VM_BUG_ON(OFF_SLAB(cachep));
568         for_each_node(node)
569                 on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
570 }
571
572 static inline void init_lock_keys(void)
573 {
574         int node;
575
576         for_each_node(node)
577                 init_node_lock_keys(node);
578 }
579 #else
580 static void init_node_lock_keys(int q)
581 {
582 }
583
584 static inline void init_lock_keys(void)
585 {
586 }
587
588 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
589 {
590 }
591
592 static inline void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
593 {
594 }
595
596 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
597 {
598 }
599
600 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
601 {
602 }
603 #endif
604
605 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
606
607 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
608 {
609         return cachep->array[smp_processor_id()];
610 }
611
612 static size_t calculate_freelist_size(int nr_objs, size_t align)
613 {
614         size_t freelist_size;
615
616         freelist_size = nr_objs * sizeof(freelist_idx_t);
617         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK))
618                 freelist_size += nr_objs * sizeof(char);
619
620         if (align)
621                 freelist_size = ALIGN(freelist_size, align);
622
623         return freelist_size;
624 }
625
626 static int calculate_nr_objs(size_t slab_size, size_t buffer_size,
627                                 size_t idx_size, size_t align)
628 {
629         int nr_objs;
630         size_t remained_size;
631         size_t freelist_size;
632         int extra_space = 0;
633
634         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK))
635                 extra_space = sizeof(char);
636         /*
637          * Ignore padding for the initial guess. The padding
638          * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
639          * least @align. In the worst case, this result will
640          * be one greater than the number of objects that fit
641          * into the memory allocation when taking the padding
642          * into account.
643          */
644         nr_objs = slab_size / (buffer_size + idx_size + extra_space);
645
646         /*
647          * This calculated number will be either the right
648          * amount, or one greater than what we want.
649          */
650         remained_size = slab_size - nr_objs * buffer_size;
651         freelist_size = calculate_freelist_size(nr_objs, align);
652         if (remained_size < freelist_size)
653                 nr_objs--;
654
655         return nr_objs;
656 }
657
658 /*
659  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
660  */
661 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
662                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
663                            unsigned int *num)
664 {
665         int nr_objs;
666         size_t mgmt_size;
667         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
668
669         /*
670          * The slab management structure can be either off the slab or
671          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
672          * slab is used for:
673          *
674          * - One unsigned int for each object
675          * - Padding to respect alignment of @align
676          * - @buffer_size bytes for each object
677          *
678          * If the slab management structure is off the slab, then the
679          * alignment will already be calculated into the size. Because
680          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
681          * correct alignment when allocated.
682          */
683         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
684                 mgmt_size = 0;
685                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
686
687         } else {
688                 nr_objs = calculate_nr_objs(slab_size, buffer_size,
689                                         sizeof(freelist_idx_t), align);
690                 mgmt_size = calculate_freelist_size(nr_objs, align);
691         }
692         *num = nr_objs;
693         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
694 }
695
696 #if DEBUG
697 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
698
699 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
700                         char *msg)
701 {
702         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
703                function, cachep->name, msg);
704         dump_stack();
705         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
706 }
707 #endif
708
709 /*
710  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
711  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
712  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
713  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
714  * line
715   */
716
717 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
718 static int __init noaliencache_setup(char *s)
719 {
720         use_alien_caches = 0;
721         return 1;
722 }
723 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
724
725 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
726 {
727         get_option(&str, &slab_max_order);
728         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
729                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
730         slab_max_order_set = true;
731
732         return 1;
733 }
734 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
735
736 #ifdef CONFIG_NUMA
737 /*
738  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
739  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
740  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
741  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
742  */
743 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
744
745 static void init_reap_node(int cpu)
746 {
747         int node;
748
749         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
750         if (node == MAX_NUMNODES)
751                 node = first_node(node_online_map);
752
753         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
754 }
755
756 static void next_reap_node(void)
757 {
758         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
759
760         node = next_node(node, node_online_map);
761         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
762                 node = first_node(node_online_map);
763         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
764 }
765
766 #else
767 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
768 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
769 #endif
770
771 /*
772  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
773  * via the workqueue/eventd.
774  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
775  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
776  * lock.
777  */
778 static void start_cpu_timer(int cpu)
779 {
780         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
781
782         /*
783          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
784          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
785          * at that time.
786          */
787         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
788                 init_reap_node(cpu);
789                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
790                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
791                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
792         }
793 }
794
795 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
796                                             int batchcount, gfp_t gfp)
797 {
798         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
799         struct array_cache *nc = NULL;
800
801         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
802         /*
803          * The array_cache structures contain pointers to free object.
804          * However, when such objects are allocated or transferred to another
805          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
806          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
807          * not scan such objects.
808          */
809         kmemleak_no_scan(nc);
810         if (nc) {
811                 nc->avail = 0;
812                 nc->limit = entries;
813                 nc->batchcount = batchcount;
814                 nc->touched = 0;
815                 spin_lock_init(&nc->lock);
816         }
817         return nc;
818 }
819
820 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct page *page)
821 {
822         return PageSlabPfmemalloc(page);
823 }
824
825 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
826 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
827                                                 struct array_cache *ac)
828 {
829         struct kmem_cache_node *n = cachep->node[numa_mem_id()];
830         struct page *page;
831         unsigned long flags;
832
833         if (!pfmemalloc_active)
834                 return;
835
836         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
837         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
838                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
839                         goto out;
840
841         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
842                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
843                         goto out;
844
845         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
846                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
847                         goto out;
848
849         pfmemalloc_active = false;
850 out:
851         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
852 }
853
854 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
855                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
856 {
857         int i;
858         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
859
860         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
861         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
862                 struct kmem_cache_node *n;
863
864                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
865                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
866                         return objp;
867                 }
868
869                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
870                 for (i = 0; i < ac->avail; i++) {
871                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
872                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
873                                 objp = ac->entry[i];
874                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
875                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
876                                 return objp;
877                         }
878                 }
879
880                 /*
881                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
882                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
883                  */
884                 n = cachep->node[numa_mem_id()];
885                 if (!list_empty(&n->slabs_free) && force_refill) {
886                         struct page *page = virt_to_head_page(objp);
887                         ClearPageSlabPfmemalloc(page);
888                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
889                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
890                         return objp;
891                 }
892
893                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
894                 ac->avail++;
895                 objp = NULL;
896         }
897
898         return objp;
899 }
900
901 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
902                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
903 {
904         void *objp;
905
906         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
907                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
908         else
909                 objp = ac->entry[--ac->avail];
910
911         return objp;
912 }
913
914 static void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
915                                                                 void *objp)
916 {
917         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
918                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
919                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
920                 if (PageSlabPfmemalloc(page))
921                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
922         }
923
924         return objp;
925 }
926
927 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
928                                                                 void *objp)
929 {
930         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
931                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
932
933         ac->entry[ac->avail++] = objp;
934 }
935
936 /*
937  * Transfer objects in one arraycache to another.
938  * Locking must be handled by the caller.
939  *
940  * Return the number of entries transferred.
941  */
942 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
943                 struct array_cache *from, unsigned int max)
944 {
945         /* Figure out how many entries to transfer */
946         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
947
948         if (!nr)
949                 return 0;
950
951         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
952                         sizeof(void *) *nr);
953
954         from->avail -= nr;
955         to->avail += nr;
956         return nr;
957 }
958
959 #ifndef CONFIG_NUMA
960
961 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
962 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
963
964 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
965 {
966         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
967 }
968
969 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
970 {
971 }
972
973 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
974 {
975         return 0;
976 }
977
978 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
979                 gfp_t flags)
980 {
981         return NULL;
982 }
983
984 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
985                  gfp_t flags, int nodeid)
986 {
987         return NULL;
988 }
989
990 #else   /* CONFIG_NUMA */
991
992 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
993 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
994
995 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
996 {
997         struct array_cache **ac_ptr;
998         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
999         int i;
1000
1001         if (limit > 1)
1002                 limit = 12;
1003         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
1004         if (ac_ptr) {
1005                 for_each_node(i) {
1006                         if (i == node || !node_online(i))
1007                                 continue;
1008                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
1009                         if (!ac_ptr[i]) {
1010                                 for (i--; i >= 0; i--)
1011                                         kfree(ac_ptr[i]);
1012                                 kfree(ac_ptr);
1013                                 return NULL;
1014                         }
1015                 }
1016         }
1017         return ac_ptr;
1018 }
1019
1020 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1021 {
1022         int i;
1023
1024         if (!ac_ptr)
1025                 return;
1026         for_each_node(i)
1027             kfree(ac_ptr[i]);
1028         kfree(ac_ptr);
1029 }
1030
1031 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1032                                 struct array_cache *ac, int node)
1033 {
1034         struct kmem_cache_node *n = cachep->node[node];
1035
1036         if (ac->avail) {
1037                 spin_lock(&n->list_lock);
1038                 /*
1039                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1040                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1041                  * into the free lists and getting them back later.
1042                  */
1043                 if (n->shared)
1044                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
1045
1046                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1047                 ac->avail = 0;
1048                 spin_unlock(&n->list_lock);
1049         }
1050 }
1051
1052 /*
1053  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1054  */
1055 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
1056 {
1057         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1058
1059         if (n->alien) {
1060                 struct array_cache *ac = n->alien[node];
1061
1062                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1063                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1064                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1065                 }
1066         }
1067 }
1068
1069 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1070                                 struct array_cache **alien)
1071 {
1072         int i = 0;
1073         struct array_cache *ac;
1074         unsigned long flags;
1075
1076         for_each_online_node(i) {
1077                 ac = alien[i];
1078                 if (ac) {
1079                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1080                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1081                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1082                 }
1083         }
1084 }
1085
1086 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1087 {
1088         int nodeid = page_to_nid(virt_to_page(objp));
1089         struct kmem_cache_node *n;
1090         struct array_cache *alien = NULL;
1091         int node;
1092
1093         node = numa_mem_id();
1094
1095         /*
1096          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1097          * cache on this cpu.
1098          */
1099         if (likely(nodeid == node))
1100                 return 0;
1101
1102         n = cachep->node[node];
1103         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1104         if (n->alien && n->alien[nodeid]) {
1105                 alien = n->alien[nodeid];
1106                 spin_lock(&alien->lock);
1107                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1108                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1109                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1110                 }
1111                 ac_put_obj(cachep, alien, objp);
1112                 spin_unlock(&alien->lock);
1113         } else {
1114                 spin_lock(&(cachep->node[nodeid])->list_lock);
1115                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1116                 spin_unlock(&(cachep->node[nodeid])->list_lock);
1117         }
1118         return 1;
1119 }
1120 #endif
1121
1122 /*
1123  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
1124  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
1125  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1126  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
1127  * already in use.
1128  *
1129  * Must hold slab_mutex.
1130  */
1131 static int init_cache_node_node(int node)
1132 {
1133         struct kmem_cache *cachep;
1134         struct kmem_cache_node *n;
1135         const int memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
1136
1137         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1138                 /*
1139                  * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
1140                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1141                  * node has not already allocated this
1142                  */
1143                 if (!cachep->node[node]) {
1144                         n = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1145                         if (!n)
1146                                 return -ENOMEM;
1147                         kmem_cache_node_init(n);
1148                         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1149                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1150
1151                         /*
1152                          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
1153                          * come and go.  slab_mutex is sufficient
1154                          * protection here.
1155                          */
1156                         cachep->node[node] = n;
1157                 }
1158
1159                 spin_lock_irq(&cachep->node[node]->list_lock);
1160                 cachep->node[node]->free_limit =
1161                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1162                         cachep->batchcount + cachep->num;
1163                 spin_unlock_irq(&cachep->node[node]->list_lock);
1164         }
1165         return 0;
1166 }
1167
1168 static inline int slabs_tofree(struct kmem_cache *cachep,
1169                                                 struct kmem_cache_node *n)
1170 {
1171         return (n->free_objects + cachep->num - 1) / cachep->num;
1172 }
1173
1174 static void cpuup_canceled(long cpu)
1175 {
1176         struct kmem_cache *cachep;
1177         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1178         int node = cpu_to_mem(cpu);
1179         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1180
1181         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1182                 struct array_cache *nc;
1183                 struct array_cache *shared;
1184                 struct array_cache **alien;
1185
1186                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1187                 nc = cachep->array[cpu];
1188                 cachep->array[cpu] = NULL;
1189                 n = cachep->node[node];
1190
1191                 if (!n)
1192                         goto free_array_cache;
1193
1194                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1195
1196                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
1197                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
1198                 if (nc)
1199                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1200
1201                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1202                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1203                         goto free_array_cache;
1204                 }
1205
1206                 shared = n->shared;
1207                 if (shared) {
1208                         free_block(cachep, shared->entry,
1209                                    shared->avail, node);
1210                         n->shared = NULL;
1211                 }
1212
1213                 alien = n->alien;
1214                 n->alien = NULL;
1215
1216                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1217
1218                 kfree(shared);
1219                 if (alien) {
1220                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1221                         free_alien_cache(alien);
1222                 }
1223 free_array_cache:
1224                 kfree(nc);
1225         }
1226         /*
1227          * In the previous loop, all the objects were freed to
1228          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1229          * shrink each nodelist to its limit.
1230          */
1231         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1232                 n = cachep->node[node];
1233                 if (!n)
1234                         continue;
1235                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1236         }
1237 }
1238
1239 static int cpuup_prepare(long cpu)
1240 {
1241         struct kmem_cache *cachep;
1242         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1243         int node = cpu_to_mem(cpu);
1244         int err;
1245
1246         /*
1247          * We need to do this right in the beginning since
1248          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1249          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1250          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1251          */
1252         err = init_cache_node_node(node);
1253         if (err < 0)
1254                 goto bad;
1255
1256         /*
1257          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1258          * array caches
1259          */
1260         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1261                 struct array_cache *nc;
1262                 struct array_cache *shared = NULL;
1263                 struct array_cache **alien = NULL;
1264
1265                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1266                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1267                 if (!nc)
1268                         goto bad;
1269                 if (cachep->shared) {
1270                         shared = alloc_arraycache(node,
1271                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1272                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1273                         if (!shared) {
1274                                 kfree(nc);
1275                                 goto bad;
1276                         }
1277                 }
1278                 if (use_alien_caches) {
1279                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1280                         if (!alien) {
1281                                 kfree(shared);
1282                                 kfree(nc);
1283                                 goto bad;
1284                         }
1285                 }
1286                 cachep->array[cpu] = nc;
1287                 n = cachep->node[node];
1288                 BUG_ON(!n);
1289
1290                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1291                 if (!n->shared) {
1292                         /*
1293                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1294                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1295                          */
1296                         n->shared = shared;
1297                         shared = NULL;
1298                 }
1299 #ifdef CONFIG_NUMA
1300                 if (!n->alien) {
1301                         n->alien = alien;
1302                         alien = NULL;
1303                 }
1304 #endif
1305                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1306                 kfree(shared);
1307                 free_alien_cache(alien);
1308                 if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS)
1309                         slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
1310                 else if (!OFF_SLAB(cachep) &&
1311                          !(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1312                         on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
1313         }
1314         init_node_lock_keys(node);
1315
1316         return 0;
1317 bad:
1318         cpuup_canceled(cpu);
1319         return -ENOMEM;
1320 }
1321
1322 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1323                                     unsigned long action, void *hcpu)
1324 {
1325         long cpu = (long)hcpu;
1326         int err = 0;
1327
1328         switch (action) {
1329         case CPU_UP_PREPARE:
1330         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1331                 mutex_lock(&slab_mutex);
1332                 err = cpuup_prepare(cpu);
1333                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1334                 break;
1335         case CPU_ONLINE:
1336         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1337                 start_cpu_timer(cpu);
1338                 break;
1339 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1340         case CPU_DOWN_PREPARE:
1341         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1342                 /*
1343                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1344                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1345                  * anything expensive but will only modify reap_work
1346                  * and reschedule the timer.
1347                 */
1348                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1349                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1350                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1351                 break;
1352         case CPU_DOWN_FAILED:
1353         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1354                 start_cpu_timer(cpu);
1355                 break;
1356         case CPU_DEAD:
1357         case CPU_DEAD_FROZEN:
1358                 /*
1359                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1360                  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between
1361                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1362                  * memory from the node of the cpu going down.  The node
1363                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1364                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1365                  */
1366                 /* fall through */
1367 #endif
1368         case CPU_UP_CANCELED:
1369         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1370                 mutex_lock(&slab_mutex);
1371                 cpuup_canceled(cpu);
1372                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1373                 break;
1374         }
1375         return notifier_from_errno(err);
1376 }
1377
1378 static struct notifier_block cpucache_notifier = {
1379         &cpuup_callback, NULL, 0
1380 };
1381
1382 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1383 /*
1384  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1385  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1386  * removed.
1387  *
1388  * Must hold slab_mutex.
1389  */
1390 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1391 {
1392         struct kmem_cache *cachep;
1393         int ret = 0;
1394
1395         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1396                 struct kmem_cache_node *n;
1397
1398                 n = cachep->node[node];
1399                 if (!n)
1400                         continue;
1401
1402                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1403
1404                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1405                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1406                         ret = -EBUSY;
1407                         break;
1408                 }
1409         }
1410         return ret;
1411 }
1412
1413 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1414                                         unsigned long action, void *arg)
1415 {
1416         struct memory_notify *mnb = arg;
1417         int ret = 0;
1418         int nid;
1419
1420         nid = mnb->status_change_nid;
1421         if (nid < 0)
1422                 goto out;
1423
1424         switch (action) {
1425         case MEM_GOING_ONLINE:
1426                 mutex_lock(&slab_mutex);
1427                 ret = init_cache_node_node(nid);
1428                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1429                 break;
1430         case MEM_GOING_OFFLINE:
1431                 mutex_lock(&slab_mutex);
1432                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1433                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1434                 break;
1435         case MEM_ONLINE:
1436         case MEM_OFFLINE:
1437         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1438         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1439                 break;
1440         }
1441 out:
1442         return notifier_from_errno(ret);
1443 }
1444 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1445
1446 /*
1447  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1448  */
1449 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1450                                 int nodeid)
1451 {
1452         struct kmem_cache_node *ptr;
1453
1454         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1455         BUG_ON(!ptr);
1456
1457         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1458         /*
1459          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1460          */
1461         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1462
1463         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1464         cachep->node[nodeid] = ptr;
1465 }
1466
1467 /*
1468  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1469  * size of kmem_cache_node.
1470  */
1471 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1472 {
1473         int node;
1474
1475         for_each_online_node(node) {
1476                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1477                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1478                     REAPTIMEOUT_NODE +
1479                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1480         }
1481 }
1482
1483 /*
1484  * The memory after the last cpu cache pointer is used for the
1485  * the node pointer.
1486  */
1487 static void setup_node_pointer(struct kmem_cache *cachep)
1488 {
1489         cachep->node = (struct kmem_cache_node **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
1490 }
1491
1492 /*
1493  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1494  * before smp_init().
1495  */
1496 void __init kmem_cache_init(void)
1497 {
1498         int i;
1499
1500         BUILD_BUG_ON(sizeof(((struct page *)NULL)->lru) <
1501                                         sizeof(struct rcu_head));
1502         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1503         setup_node_pointer(kmem_cache);
1504
1505         if (num_possible_nodes() == 1)
1506                 use_alien_caches = 0;
1507
1508         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1509                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1510
1511         set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1512
1513         /*
1514          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1515          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1516          * not overridden on the command line.
1517          */
1518         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1519                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1520
1521         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1522          * from caches that do not exist yet:
1523          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1524          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1525          *    kmem_cache is statically allocated.
1526          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1527          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1528          *    array at the end of the bootstrap.
1529          * 2) Create the first kmalloc cache.
1530          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1531          *    An __init data area is used for the head array.
1532          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1533          *    head arrays.
1534          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1535          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1536          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1537          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1538          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1539          */
1540
1541         /* 1) create the kmem_cache */
1542
1543         /*
1544          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1545          */
1546         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1547                 offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1548                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1549                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1550         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1551
1552         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1553
1554         /*
1555          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1556          * kmem_cache_node structures first.  Without this, further allocations will
1557          * bug.
1558          */
1559
1560         kmalloc_caches[INDEX_AC] = create_kmalloc_cache("kmalloc-ac",
1561                                         kmalloc_size(INDEX_AC), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1562
1563         if (INDEX_AC != INDEX_NODE)
1564                 kmalloc_caches[INDEX_NODE] =
1565                         create_kmalloc_cache("kmalloc-node",
1566                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1567
1568         slab_early_init = 0;
1569
1570         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1571         {
1572                 struct array_cache *ptr;
1573
1574                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1575
1576                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmem_cache),
1577                        sizeof(struct arraycache_init));
1578                 /*
1579                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1580                  */
1581                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1582
1583                 kmem_cache->array[smp_processor_id()] = ptr;
1584
1585                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1586
1587                 BUG_ON(cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC])
1588                        != &initarray_generic.cache);
1589                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC]),
1590                        sizeof(struct arraycache_init));
1591                 /*
1592                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1593                  */
1594                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1595
1596                 kmalloc_caches[INDEX_AC]->array[smp_processor_id()] = ptr;
1597         }
1598         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1599         {
1600                 int nid;
1601
1602                 for_each_online_node(nid) {
1603                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1604
1605                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_AC],
1606                                   &init_kmem_cache_node[SIZE_AC + nid], nid);
1607
1608                         if (INDEX_AC != INDEX_NODE) {
1609                                 init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1610                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1611                         }
1612                 }
1613         }
1614
1615         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1616 }
1617
1618 void __init kmem_cache_init_late(void)
1619 {
1620         struct kmem_cache *cachep;
1621
1622         slab_state = UP;
1623
1624         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1625         mutex_lock(&slab_mutex);
1626         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1627                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1628                         BUG();
1629         mutex_unlock(&slab_mutex);
1630
1631         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1632         init_lock_keys();
1633
1634         /* Done! */
1635         slab_state = FULL;
1636
1637         /*
1638          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1639          * cpu_cache_get for all new cpus
1640          */
1641         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1642
1643 #ifdef CONFIG_NUMA
1644         /*
1645          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1646          * node.
1647          */
1648         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1649 #endif
1650
1651         /*
1652          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1653          * of the kernel is not yet operational.
1654          */
1655 }
1656
1657 static int __init cpucache_init(void)
1658 {
1659         int cpu;
1660
1661         /*
1662          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1663          */
1664         for_each_online_cpu(cpu)
1665                 start_cpu_timer(cpu);
1666
1667         /* Done! */
1668         slab_state = FULL;
1669         return 0;
1670 }
1671 __initcall(cpucache_init);
1672
1673 static noinline void
1674 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1675 {
1676 #if DEBUG
1677         struct kmem_cache_node *n;
1678         struct page *page;
1679         unsigned long flags;
1680         int node;
1681         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1682                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1683
1684         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1685                 return;
1686
1687         printk(KERN_WARNING
1688                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1689                 nodeid, gfpflags);
1690         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1691                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1692
1693         for_each_online_node(node) {
1694                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1695                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1696
1697                 n = cachep->node[node];
1698                 if (!n)
1699                         continue;
1700
1701                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1702                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
1703                         active_objs += cachep->num;
1704                         active_slabs++;
1705                 }
1706                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
1707                         active_objs += page->active;
1708                         active_slabs++;
1709                 }
1710                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
1711                         num_slabs++;
1712
1713                 free_objects += n->free_objects;
1714                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1715
1716                 num_slabs += active_slabs;
1717                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1718                 printk(KERN_WARNING
1719                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1720                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1721                         free_objects);
1722         }
1723 #endif
1724 }
1725
1726 /*
1727  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1728  *
1729  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1730  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1731  * would be relatively rare and ignorable.
1732  */
1733 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1734                                                                 int nodeid)
1735 {
1736         struct page *page;
1737         int nr_pages;
1738
1739         flags |= cachep->allocflags;
1740         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1741                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1742
1743         if (memcg_charge_slab(cachep, flags, cachep->gfporder))
1744                 return NULL;
1745
1746         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1747         if (!page) {
1748                 memcg_uncharge_slab(cachep, cachep->gfporder);
1749                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1750                 return NULL;
1751         }
1752
1753         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1754         if (unlikely(page->pfmemalloc))
1755                 pfmemalloc_active = true;
1756
1757         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1758         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1759                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1760                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1761         else
1762                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1763                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1764         __SetPageSlab(page);
1765         if (page->pfmemalloc)
1766                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1767
1768         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1769                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1770
1771                 if (cachep->ctor)
1772                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1773                 else
1774                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1775         }
1776
1777         return page;
1778 }
1779
1780 /*
1781  * Interface to system's page release.
1782  */
1783 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1784 {
1785         const unsigned long nr_freed = (1 << cachep->gfporder);
1786
1787         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1788
1789         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1790                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1791                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1792         else
1793                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1794                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1795
1796         BUG_ON(!PageSlab(page));
1797         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1798         __ClearPageSlab(page);
1799         page_mapcount_reset(page);
1800         page->mapping = NULL;
1801
1802         if (current->reclaim_state)
1803                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1804         __free_pages(page, cachep->gfporder);
1805         memcg_uncharge_slab(cachep, cachep->gfporder);
1806 }
1807
1808 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1809 {
1810         struct kmem_cache *cachep;
1811         struct page *page;
1812
1813         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1814         cachep = page->slab_cache;
1815
1816         kmem_freepages(cachep, page);
1817 }
1818
1819 #if DEBUG
1820
1821 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1822 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1823                             unsigned long caller)
1824 {
1825         int size = cachep->object_size;
1826
1827         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1828
1829         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1830                 return;
1831
1832         *addr++ = 0x12345678;
1833         *addr++ = caller;
1834         *addr++ = smp_processor_id();
1835         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1836         {
1837                 unsigned long *sptr = &caller;
1838                 unsigned long svalue;
1839
1840                 while (!kstack_end(sptr)) {
1841                         svalue = *sptr++;
1842                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1843                                 *addr++ = svalue;
1844                                 size -= sizeof(unsigned long);
1845                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1846                                         break;
1847                         }
1848                 }
1849
1850         }
1851         *addr++ = 0x87654321;
1852 }
1853 #endif
1854
1855 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1856 {
1857         int size = cachep->object_size;
1858         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1859
1860         memset(addr, val, size);
1861         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1862 }
1863
1864 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1865 {
1866         int i;
1867         unsigned char error = 0;
1868         int bad_count = 0;
1869
1870         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1871         for (i = 0; i < limit; i++) {
1872                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1873                         error = data[offset + i];
1874                         bad_count++;
1875                 }
1876         }
1877         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1878                         &data[offset], limit, 1);
1879
1880         if (bad_count == 1) {
1881                 error ^= POISON_FREE;
1882                 if (!(error & (error - 1))) {
1883                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1884                                         "bad RAM.\n");
1885 #ifdef CONFIG_X86
1886                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1887                                         "test tool.\n");
1888 #else
1889                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1890 #endif
1891                 }
1892         }
1893 }
1894 #endif
1895
1896 #if DEBUG
1897
1898 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1899 {
1900         int i, size;
1901         char *realobj;
1902
1903         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1904                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1905                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1906                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1907         }
1908
1909         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1910                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1911                        *dbg_userword(cachep, objp),
1912                        *dbg_userword(cachep, objp));
1913         }
1914         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1915         size = cachep->object_size;
1916         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1917                 int limit;
1918                 limit = 16;
1919                 if (i + limit > size)
1920                         limit = size - i;
1921                 dump_line(realobj, i, limit);
1922         }
1923 }
1924
1925 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1926 {
1927         char *realobj;
1928         int size, i;
1929         int lines = 0;
1930
1931         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1932         size = cachep->object_size;
1933
1934         for (i = 0; i < size; i++) {
1935                 char exp = POISON_FREE;
1936                 if (i == size - 1)
1937                         exp = POISON_END;
1938                 if (realobj[i] != exp) {
1939                         int limit;
1940                         /* Mismatch ! */
1941                         /* Print header */
1942                         if (lines == 0) {
1943                                 printk(KERN_ERR
1944                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1945                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
1946                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1947                         }
1948                         /* Hexdump the affected line */
1949                         i = (i / 16) * 16;
1950                         limit = 16;
1951                         if (i + limit > size)
1952                                 limit = size - i;
1953                         dump_line(realobj, i, limit);
1954                         i += 16;
1955                         lines++;
1956                         /* Limit to 5 lines */
1957                         if (lines > 5)
1958                                 break;
1959                 }
1960         }
1961         if (lines != 0) {
1962                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1963                  * exist:
1964                  */
1965                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1966                 unsigned int objnr;
1967
1968                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1969                 if (objnr) {
1970                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1971                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1972                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1973                                realobj, size);
1974                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1975                 }
1976                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1977                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1978                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1979                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1980                                realobj, size);
1981                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1982                 }
1983         }
1984 }
1985 #endif
1986
1987 #if DEBUG
1988 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1989                                                 struct page *page)
1990 {
1991         int i;
1992         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1993                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1994
1995                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1996 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1997                         if (cachep->size % PAGE_SIZE == 0 &&
1998                                         OFF_SLAB(cachep))
1999                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2000                                         cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
2001                         else
2002                                 check_poison_obj(cachep, objp);
2003 #else
2004                         check_poison_obj(cachep, objp);
2005 #endif
2006                 }
2007                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2008                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2009                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
2010                                            "was overwritten");
2011                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2012                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
2013                                            "was overwritten");
2014                 }
2015         }
2016 }
2017 #else
2018 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
2019                                                 struct page *page)
2020 {
2021 }
2022 #endif
2023
2024 /**
2025  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
2026  * @cachep: cache pointer being destroyed
2027  * @page: page pointer being destroyed
2028  *
2029  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
2030  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
2031  * cache-lock is not held/needed.
2032  */
2033 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2034 {
2035         void *freelist;
2036
2037         freelist = page->freelist;
2038         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
2039         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
2040                 struct rcu_head *head;
2041
2042                 /*
2043                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU.
2044                  * slab_page has been overloeaded over the LRU,
2045                  * however it is not used from now on so that
2046                  * we can use it safely.
2047                  */
2048                 head = (void *)&page->rcu_head;
2049                 call_rcu(head, kmem_rcu_free);
2050
2051         } else {
2052                 kmem_freepages(cachep, page);
2053         }
2054
2055         /*
2056          * From now on, we don't use freelist
2057          * although actual page can be freed in rcu context
2058          */
2059         if (OFF_SLAB(cachep))
2060                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
2061 }
2062
2063 /**
2064  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2065  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2066  * @size: size of objects to be created in this cache.
2067  * @align: required alignment for the objects.
2068  * @flags: slab allocation flags
2069  *
2070  * Also calculates the number of objects per slab.
2071  *
2072  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2073  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2074  * towards high-order requests, this should be changed.
2075  */
2076 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2077                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2078 {
2079         unsigned long offslab_limit;
2080         size_t left_over = 0;
2081         int gfporder;
2082
2083         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2084                 unsigned int num;
2085                 size_t remainder;
2086
2087                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2088                 if (!num)
2089                         continue;
2090
2091                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
2092                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
2093                         break;
2094
2095                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2096                         size_t freelist_size_per_obj = sizeof(freelist_idx_t);
2097                         /*
2098                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2099                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2100                          * looping condition in cache_grow().
2101                          */
2102                         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK))
2103                                 freelist_size_per_obj += sizeof(char);
2104                         offslab_limit = size;
2105                         offslab_limit /= freelist_size_per_obj;
2106
2107                         if (num > offslab_limit)
2108                                 break;
2109                 }
2110
2111                 /* Found something acceptable - save it away */
2112                 cachep->num = num;
2113                 cachep->gfporder = gfporder;
2114                 left_over = remainder;
2115
2116                 /*
2117                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2118                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2119                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2120                  */
2121                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2122                         break;
2123
2124                 /*
2125                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2126                  * currently bad for the gfp()s.
2127                  */
2128                 if (gfporder >= slab_max_order)
2129                         break;
2130
2131                 /*
2132                  * Acceptable internal fragmentation?
2133                  */
2134                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2135                         break;
2136         }
2137         return left_over;
2138 }
2139
2140 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2141 {
2142         if (slab_state >= FULL)
2143                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2144
2145         if (slab_state == DOWN) {
2146                 /*
2147                  * Note: Creation of first cache (kmem_cache).
2148                  * The setup_node is taken care
2149                  * of by the caller of __kmem_cache_create
2150                  */
2151                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2152                 slab_state = PARTIAL;
2153         } else if (slab_state == PARTIAL) {
2154                 /*
2155                  * Note: the second kmem_cache_create must create the cache
2156                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2157                  * further caches will BUG().
2158                  */
2159                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2160
2161                 /*
2162                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_cache_node)) is
2163                  * the second cache, then we need to set up all its node/,
2164                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2165                  */
2166                 set_up_node(cachep, SIZE_AC);
2167                 if (INDEX_AC == INDEX_NODE)
2168                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2169                 else
2170                         slab_state = PARTIAL_ARRAYCACHE;
2171         } else {
2172                 /* Remaining boot caches */
2173                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2174                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2175
2176                 if (slab_state == PARTIAL_ARRAYCACHE) {
2177                         set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
2178                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2179                 } else {
2180                         int node;
2181                         for_each_online_node(node) {
2182                                 cachep->node[node] =
2183                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node),
2184                                                 gfp, node);
2185                                 BUG_ON(!cachep->node[node]);
2186                                 kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
2187                         }
2188                 }
2189         }
2190         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
2191                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
2192                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
2193
2194         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2195         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2196         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2197         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2198         cachep->batchcount = 1;
2199         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2200         return 0;
2201 }
2202
2203 /**
2204  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2205  * @cachep: cache management descriptor
2206  * @flags: SLAB flags
2207  *
2208  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2209  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2210  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2211  *
2212  * The flags are
2213  *
2214  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2215  * to catch references to uninitialised memory.
2216  *
2217  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2218  * for buffer overruns.
2219  *
2220  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2221  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2222  * as davem.
2223  */
2224 int
2225 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2226 {
2227         size_t left_over, freelist_size, ralign;
2228         gfp_t gfp;
2229         int err;
2230         size_t size = cachep->size;
2231
2232 #if DEBUG
2233 #if FORCED_DEBUG
2234         /*
2235          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2236          * large objects, if the increased size would increase the object size
2237          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2238          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2239          */
2240         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2241                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2242                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2243         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2244                 flags |= SLAB_POISON;
2245 #endif
2246         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2247                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2248 #endif
2249
2250         /*
2251          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2252          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2253          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2254          */
2255         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2256                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2257                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2258         }
2259
2260         /*
2261          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2262          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2263          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2264          */
2265         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2266                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2267
2268         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2269                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2270                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2271                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2272                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2273                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2274         }
2275
2276         /* 3) caller mandated alignment */
2277         if (ralign < cachep->align) {
2278                 ralign = cachep->align;
2279         }
2280         /* disable debug if necessary */
2281         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2282                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2283         /*
2284          * 4) Store it.
2285          */
2286         cachep->align = ralign;
2287
2288         if (slab_is_available())
2289                 gfp = GFP_KERNEL;
2290         else
2291                 gfp = GFP_NOWAIT;
2292
2293         setup_node_pointer(cachep);
2294 #if DEBUG
2295
2296         /*
2297          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2298          * into align above.
2299          */
2300         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2301                 /* add space for red zone words */
2302                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2303                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2304         }
2305         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2306                 /* user store requires one word storage behind the end of
2307                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2308                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2309                  */
2310                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2311                         size += REDZONE_ALIGN;
2312                 else
2313                         size += BYTES_PER_WORD;
2314         }
2315 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2316         if (size >= kmalloc_size(INDEX_NODE + 1)
2317             && cachep->object_size > cache_line_size()
2318             && ALIGN(size, cachep->align) < PAGE_SIZE) {
2319                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, cachep->align);
2320                 size = PAGE_SIZE;
2321         }
2322 #endif
2323 #endif
2324
2325         /*
2326          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2327          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2328          * it too early on. Always use on-slab management when
2329          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2330          */
2331         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 5)) && !slab_early_init &&
2332             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2333                 /*
2334                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2335                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2336                  */
2337                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2338
2339         size = ALIGN(size, cachep->align);
2340         /*
2341          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2342          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2343          */
2344         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2345                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2346
2347         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, cachep->align, flags);
2348
2349         if (!cachep->num)
2350                 return -E2BIG;
2351
2352         freelist_size = calculate_freelist_size(cachep->num, cachep->align);
2353
2354         /*
2355          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2356          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2357          */
2358         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= freelist_size) {
2359                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2360                 left_over -= freelist_size;
2361         }
2362
2363         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2364                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2365                 freelist_size = calculate_freelist_size(cachep->num, 0);
2366
2367 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2368                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2369                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2370                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2371                  */
2372                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2373                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2374 #endif
2375         }
2376
2377         cachep->colour_off = cache_line_size();
2378         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2379         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2380                 cachep->colour_off = cachep->align;
2381         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2382         cachep->freelist_size = freelist_size;
2383         cachep->flags = flags;
2384         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2385         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2386                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2387         cachep->size = size;
2388         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2389
2390         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2391                 cachep->freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
2392                 /*
2393                  * This is a possibility for one of the kmalloc_{dma,}_caches.
2394                  * But since we go off slab only for object size greater than
2395                  * PAGE_SIZE/8, and kmalloc_{dma,}_caches get created
2396                  * in ascending order,this should not happen at all.
2397                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2398                  */
2399                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->freelist_cache));
2400         }
2401
2402         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2403         if (err) {
2404                 __kmem_cache_shutdown(cachep);
2405                 return err;
2406         }
2407
2408         if (flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS) {
2409                 /*
2410                  * Would deadlock through slab_destroy()->call_rcu()->
2411                  * debug_object_activate()->kmem_cache_alloc().
2412                  */
2413                 WARN_ON_ONCE(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU);
2414
2415                 slab_set_debugobj_lock_classes(cachep);
2416         } else if (!OFF_SLAB(cachep) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2417                 on_slab_lock_classes(cachep);
2418
2419         return 0;
2420 }
2421
2422 #if DEBUG
2423 static void check_irq_off(void)
2424 {
2425         BUG_ON(!irqs_disabled());
2426 }
2427
2428 static void check_irq_on(void)
2429 {
2430         BUG_ON(irqs_disabled());
2431 }
2432
2433 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2434 {
2435 #ifdef CONFIG_SMP
2436         check_irq_off();
2437         assert_spin_locked(&cachep->node[numa_mem_id()]->list_lock);
2438 #endif
2439 }
2440
2441 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2442 {
2443 #ifdef CONFIG_SMP
2444         check_irq_off();
2445         assert_spin_locked(&cachep->node[node]->list_lock);
2446 #endif
2447 }
2448
2449 #else
2450 #define check_irq_off() do { } while(0)
2451 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2452 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2453 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2454 #endif
2455
2456 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
2457                         struct array_cache *ac,
2458                         int force, int node);
2459
2460 static void do_drain(void *arg)
2461 {
2462         struct kmem_cache *cachep = arg;
2463         struct array_cache *ac;
2464         int node = numa_mem_id();
2465
2466         check_irq_off();
2467         ac = cpu_cache_get(cachep);
2468         spin_lock(&cachep->node[node]->list_lock);
2469         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2470         spin_unlock(&cachep->node[node]->list_lock);
2471         ac->avail = 0;
2472 }
2473
2474 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2475 {
2476         struct kmem_cache_node *n;
2477         int node;
2478
2479         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2480         check_irq_on();
2481         for_each_online_node(node) {
2482                 n = cachep->node[node];
2483                 if (n && n->alien)
2484                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2485         }
2486
2487         for_each_online_node(node) {
2488                 n = cachep->node[node];
2489                 if (n)
2490                         drain_array(cachep, n, n->shared, 1, node);
2491         }
2492 }
2493
2494 /*
2495  * Remove slabs from the list of free slabs.
2496  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2497  *
2498  * Returns the actual number of slabs released.
2499  */
2500 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2501                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2502 {
2503         struct list_head *p;
2504         int nr_freed;
2505         struct page *page;
2506
2507         nr_freed = 0;
2508         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2509
2510                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2511                 p = n->slabs_free.prev;
2512                 if (p == &n->slabs_free) {
2513                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2514                         goto out;
2515                 }
2516
2517                 page = list_entry(p, struct page, lru);
2518 #if DEBUG
2519                 BUG_ON(page->active);
2520 #endif
2521                 list_del(&page->lru);
2522                 /*
2523                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2524                  * to the cache.
2525                  */
2526                 n->free_objects -= cache->num;
2527                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2528                 slab_destroy(cache, page);
2529                 nr_freed++;
2530         }
2531 out:
2532         return nr_freed;
2533 }
2534
2535 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2536 {
2537         int ret = 0, i = 0;
2538         struct kmem_cache_node *n;
2539
2540         drain_cpu_caches(cachep);
2541
2542         check_irq_on();
2543         for_each_online_node(i) {
2544                 n = cachep->node[i];
2545                 if (!n)
2546                         continue;
2547
2548                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
2549
2550                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2551                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2552         }
2553         return (ret ? 1 : 0);
2554 }
2555
2556 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2557 {
2558         int i;
2559         struct kmem_cache_node *n;
2560         int rc = __kmem_cache_shrink(cachep);
2561
2562         if (rc)
2563                 return rc;
2564
2565         for_each_online_cpu(i)
2566             kfree(cachep->array[i]);
2567
2568         /* NUMA: free the node structures */
2569         for_each_online_node(i) {
2570                 n = cachep->node[i];
2571                 if (n) {
2572                         kfree(n->shared);
2573                         free_alien_cache(n->alien);
2574                         kfree(n);
2575                 }
2576         }
2577         return 0;
2578 }
2579
2580 /*
2581  * Get the memory for a slab management obj.
2582  *
2583  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2584  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2585  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2586  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2587  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2588  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2589  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2590  *
2591  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2592  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2593  */
2594 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2595                                    struct page *page, int colour_off,
2596                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2597 {
2598         void *freelist;
2599         void *addr = page_address(page);
2600
2601         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2602                 /* Slab management obj is off-slab. */
2603                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2604                                               local_flags, nodeid);
2605                 if (!freelist)
2606                         return NULL;
2607         } else {
2608                 freelist = addr + colour_off;
2609                 colour_off += cachep->freelist_size;
2610         }
2611         page->active = 0;
2612         page->s_mem = addr + colour_off;
2613         return freelist;
2614 }
2615
2616 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2617 {
2618         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2619 }
2620
2621 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2622                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2623 {
2624         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2625 }
2626
2627 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2628                             struct page *page)
2629 {
2630         int i;
2631
2632         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2633                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2634 #if DEBUG
2635                 /* need to poison the objs? */
2636                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2637                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2638                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2639                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2640
2641                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2642                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2643                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2644                 }
2645                 /*
2646                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2647                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2648                  * They must also be threaded.
2649                  */
2650                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2651                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2652
2653                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2654                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2655                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2656                                            " end of an object");
2657                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2658                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2659                                            " start of an object");
2660                 }
2661                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2662                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2663                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2664                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2665 #else
2666                 if (cachep->ctor)
2667                         cachep->ctor(objp);
2668 #endif
2669                 set_obj_status(page, i, OBJECT_FREE);
2670                 set_free_obj(page, i, i);
2671         }
2672 }
2673
2674 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2675 {
2676         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2677                 if (flags & GFP_DMA)
2678                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2679                 else
2680                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2681         }
2682 }
2683
2684 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page,
2685                                 int nodeid)
2686 {
2687         void *objp;
2688
2689         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2690         page->active++;
2691 #if DEBUG
2692         WARN_ON(page_to_nid(virt_to_page(objp)) != nodeid);
2693 #endif
2694
2695         return objp;
2696 }
2697
2698 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page,
2699                                 void *objp, int nodeid)
2700 {
2701         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2702 #if DEBUG
2703         unsigned int i;
2704
2705         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2706         WARN_ON(page_to_nid(virt_to_page(objp)) != nodeid);
2707
2708         /* Verify double free bug */
2709         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2710                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2711                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2712                                         "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2713                         BUG();
2714                 }
2715         }
2716 #endif
2717         page->active--;
2718         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2719 }
2720
2721 /*
2722  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2723  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2724  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2725  */
2726 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2727                            void *freelist)
2728 {
2729         page->slab_cache = cache;
2730         page->freelist = freelist;
2731 }
2732
2733 /*
2734  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2735  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2736  */
2737 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2738                 gfp_t flags, int nodeid, struct page *page)
2739 {
2740         void *freelist;
2741         size_t offset;
2742         gfp_t local_flags;
2743         struct kmem_cache_node *n;
2744
2745         /*
2746          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2747          * critical path in kmem_cache_alloc().
2748          */
2749         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2750         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2751
2752         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2753         check_irq_off();
2754         n = cachep->node[nodeid];
2755         spin_lock(&n->list_lock);
2756
2757         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2758         offset = n->colour_next;
2759         n->colour_next++;
2760         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2761                 n->colour_next = 0;
2762         spin_unlock(&n->list_lock);
2763
2764         offset *= cachep->colour_off;
2765
2766         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2767                 local_irq_enable();
2768
2769         /*
2770          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2771          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2772          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2773          * will eventually be caught here (where it matters).
2774          */
2775         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2776
2777         /*
2778          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2779          * 'nodeid'.
2780          */
2781         if (!page)
2782                 page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2783         if (!page)
2784                 goto failed;
2785
2786         /* Get slab management. */
2787         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2788                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2789         if (!freelist)
2790                 goto opps1;
2791
2792         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2793
2794         cache_init_objs(cachep, page);
2795
2796         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2797                 local_irq_disable();
2798         check_irq_off();
2799         spin_lock(&n->list_lock);
2800
2801         /* Make slab active. */
2802         list_add_tail(&page->lru, &(n->slabs_free));
2803         STATS_INC_GROWN(cachep);
2804         n->free_objects += cachep->num;
2805         spin_unlock(&n->list_lock);
2806         return 1;
2807 opps1:
2808         kmem_freepages(cachep, page);
2809 failed:
2810         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2811                 local_irq_disable();
2812         return 0;
2813 }
2814
2815 #if DEBUG
2816
2817 /*
2818  * Perform extra freeing checks:
2819  * - detect bad pointers.
2820  * - POISON/RED_ZONE checking
2821  */
2822 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2823 {
2824         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2825                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2826                        (unsigned long)objp);
2827                 BUG();
2828         }
2829 }
2830
2831 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2832 {
2833         unsigned long long redzone1, redzone2;
2834
2835         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2836         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2837
2838         /*
2839          * Redzone is ok.
2840          */
2841         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2842                 return;
2843
2844         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2845                 slab_error(cache, "double free detected");
2846         else
2847                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2848
2849         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2850                         obj, redzone1, redzone2);
2851 }
2852
2853 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2854                                    unsigned long caller)
2855 {
2856         unsigned int objnr;
2857         struct page *page;
2858
2859         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2860
2861         objp -= obj_offset(cachep);
2862         kfree_debugcheck(objp);
2863         page = virt_to_head_page(objp);
2864
2865         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2866                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2867                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2868                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2869         }
2870         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2871                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2872
2873         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2874
2875         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2876         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2877
2878         set_obj_status(page, objnr, OBJECT_FREE);
2879         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2880 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2881                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2882                         store_stackinfo(cachep, objp, caller);
2883                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2884                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2885                 } else {
2886                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2887                 }
2888 #else
2889                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2890 #endif
2891         }
2892         return objp;
2893 }
2894
2895 #else
2896 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2897 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2898 #endif
2899
2900 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2901                                                         bool force_refill)
2902 {
2903         int batchcount;
2904         struct kmem_cache_node *n;
2905         struct array_cache *ac;
2906         int node;
2907
2908         check_irq_off();
2909         node = numa_mem_id();
2910         if (unlikely(force_refill))
2911                 goto force_grow;
2912 retry:
2913         ac = cpu_cache_get(cachep);
2914         batchcount = ac->batchcount;
2915         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2916                 /*
2917                  * If there was little recent activity on this cache, then
2918                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2919                  * refill bouncing.
2920                  */
2921                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2922         }
2923         n = cachep->node[node];
2924
2925         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2926         spin_lock(&n->list_lock);
2927
2928         /* See if we can refill from the shared array */
2929         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2930                 n->shared->touched = 1;
2931                 goto alloc_done;
2932         }
2933
2934         while (batchcount > 0) {
2935                 struct list_head *entry;
2936                 struct page *page;
2937                 /* Get slab alloc is to come from. */
2938                 entry = n->slabs_partial.next;
2939                 if (entry == &n->slabs_partial) {
2940                         n->free_touched = 1;
2941                         entry = n->slabs_free.next;
2942                         if (entry == &n->slabs_free)
2943                                 goto must_grow;
2944                 }
2945
2946                 page = list_entry(entry, struct page, lru);
2947                 check_spinlock_acquired(cachep);
2948
2949                 /*
2950                  * The slab was either on partial or free list so
2951                  * there must be at least one object available for
2952                  * allocation.
2953                  */
2954                 BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2955
2956                 while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2957                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2958                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2959                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2960
2961                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, page,
2962                                                                         node));
2963                 }
2964
2965                 /* move slabp to correct slabp list: */
2966                 list_del(&page->lru);
2967                 if (page->active == cachep->num)
2968                         list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
2969                 else
2970                         list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
2971         }
2972
2973 must_grow:
2974         n->free_objects -= ac->avail;
2975 alloc_done:
2976         spin_unlock(&n->list_lock);
2977
2978         if (unlikely(!ac->avail)) {
2979                 int x;
2980 force_grow:
2981                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
2982
2983                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2984                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2985                 node = numa_mem_id();
2986
2987                 /* no objects in sight? abort */
2988                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
2989                         return NULL;
2990
2991                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2992                         goto retry;
2993         }
2994         ac->touched = 1;
2995
2996         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
2997 }
2998
2999 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3000                                                 gfp_t flags)
3001 {
3002         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3003 #if DEBUG
3004         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3005 #endif
3006 }
3007
3008 #if DEBUG
3009 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3010                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
3011 {
3012         struct page *page;
3013
3014         if (!objp)
3015                 return objp;
3016         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3017 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3018                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3019                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3020                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
3021                 else
3022                         check_poison_obj(cachep, objp);
3023 #else
3024                 check_poison_obj(cachep, objp);
3025 #endif
3026                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3027         }
3028         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3029                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3030
3031         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3032                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3033                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3034                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3035                                                 " object was overwritten");
3036                         printk(KERN_ERR
3037                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3038                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3039                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3040                 }
3041                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3042                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3043         }
3044
3045         page = virt_to_head_page(objp);
3046         set_obj_status(page, obj_to_index(cachep, page, objp), OBJECT_ACTIVE);
3047         objp += obj_offset(cachep);
3048         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3049                 cachep->ctor(objp);
3050         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3051             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3052                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3053                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3054         }
3055         return objp;
3056 }
3057 #else
3058 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3059 #endif
3060
3061 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3062 {
3063         if (cachep == kmem_cache)
3064                 return false;
3065
3066         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
3067 }
3068
3069 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3070 {
3071         void *objp;
3072         struct array_cache *ac;
3073         bool force_refill = false;
3074
3075         check_irq_off();
3076
3077         ac = cpu_cache_get(cachep);
3078         if (likely(ac->avail)) {
3079                 ac->touched = 1;
3080                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
3081
3082                 /*
3083                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
3084                  * by the current flags
3085                  */
3086                 if (objp) {
3087                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3088                         goto out;
3089                 }
3090                 force_refill = true;
3091         }
3092
3093         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3094         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
3095         /*
3096          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3097          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3098          */
3099         ac = cpu_cache_get(cachep);
3100
3101 out:
3102         /*
3103          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3104          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3105          * treat the array pointers as a reference to the object.
3106          */
3107         if (objp)
3108                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3109         return objp;
3110 }
3111
3112 #ifdef CONFIG_NUMA
3113 /*
3114  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
3115  *
3116  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3117  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3118  */
3119 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3120 {
3121         int nid_alloc, nid_here;
3122
3123         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3124                 return NULL;
3125         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3126         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3127                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3128         else if (current->mempolicy)
3129                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
3130         if (nid_alloc != nid_here)
3131                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3132         return NULL;
3133 }
3134
3135 /*
3136  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3137  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3138  * available node for available objects. If that fails then we
3139  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3140  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3141  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3142  */
3143 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3144 {
3145         struct zonelist *zonelist;
3146         gfp_t local_flags;
3147         struct zoneref *z;
3148         struct zone *zone;
3149         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3150         void *obj = NULL;
3151         int nid;
3152         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3153
3154         if (flags & __GFP_THISNODE)
3155                 return NULL;
3156
3157         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3158
3159 retry_cpuset:
3160         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3161         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3162
3163 retry:
3164         /*
3165          * Look through allowed nodes for objects available
3166          * from existing per node queues.
3167          */
3168         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3169                 nid = zone_to_nid(zone);
3170
3171                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3172                         cache->node[nid] &&
3173                         cache->node[nid]->free_objects) {
3174                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3175                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3176                                 if (obj)
3177                                         break;
3178                 }
3179         }
3180
3181         if (!obj) {
3182                 /*
3183                  * This allocation will be performed within the constraints
3184                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3185                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3186                  * set and go into memory reserves if necessary.
3187                  */
3188                 struct page *page;
3189
3190                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3191                         local_irq_enable();
3192                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3193                 page = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3194                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3195                         local_irq_disable();
3196                 if (page) {
3197                         /*
3198                          * Insert into the appropriate per node queues
3199                          */
3200                         nid = page_to_nid(page);
3201                         if (cache_grow(cache, flags, nid, page)) {
3202                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3203                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3204                                 if (!obj)
3205                                         /*
3206                                          * Another processor may allocate the
3207                                          * objects in the slab since we are
3208                                          * not holding any locks.
3209                                          */
3210                                         goto retry;
3211                         } else {
3212                                 /* cache_grow already freed obj */
3213                                 obj = NULL;
3214                         }
3215                 }
3216         }
3217
3218         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3219                 goto retry_cpuset;
3220         return obj;
3221 }
3222
3223 /*
3224  * A interface to enable slab creation on nodeid
3225  */
3226 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3227                                 int nodeid)
3228 {
3229         struct list_head *entry;
3230         struct page *page;
3231         struct kmem_cache_node *n;
3232         void *obj;
3233         int x;
3234
3235         VM_BUG_ON(nodeid > num_online_nodes());
3236         n = cachep->node[nodeid];
3237         BUG_ON(!n);
3238
3239 retry:
3240         check_irq_off();
3241         spin_lock(&n->list_lock);
3242         entry = n->slabs_partial.next;
3243         if (entry == &n->slabs_partial) {
3244                 n->free_touched = 1;
3245                 entry = n->slabs_free.next;
3246                 if (entry == &n->slabs_free)
3247                         goto must_grow;
3248         }
3249
3250         page = list_entry(entry, struct page, lru);
3251         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3252
3253         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3254         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3255         STATS_SET_HIGH(cachep);
3256
3257         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3258
3259         obj = slab_get_obj(cachep, page, nodeid);
3260         n->free_objects--;
3261         /* move slabp to correct slabp list: */
3262         list_del(&page->lru);
3263
3264         if (page->active == cachep->num)
3265                 list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
3266         else
3267                 list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
3268
3269         spin_unlock(&n->list_lock);
3270         goto done;
3271
3272 must_grow:
3273         spin_unlock(&n->list_lock);
3274         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3275         if (x)
3276                 goto retry;
3277
3278         return fallback_alloc(cachep, flags);
3279
3280 done:
3281         return obj;
3282 }
3283
3284 static __always_inline void *
3285 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3286                    unsigned long caller)
3287 {
3288         unsigned long save_flags;
3289         void *ptr;
3290         int slab_node = numa_mem_id();
3291
3292         flags &= gfp_allowed_mask;
3293
3294         lockdep_trace_alloc(flags);
3295
3296         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3297                 return NULL;
3298
3299         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3300
3301         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3302         local_irq_save(save_flags);
3303
3304         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3305                 nodeid = slab_node;
3306
3307         if (unlikely(!cachep->node[nodeid])) {
3308                 /* Node not bootstrapped yet */
3309                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3310                 goto out;
3311         }
3312
3313         if (nodeid == slab_node) {
3314                 /*
3315                  * Use the locally cached objects if possible.
3316                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3317                  * to other nodes. It may fail while we still have
3318                  * objects on other nodes available.
3319                  */
3320                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3321                 if (ptr)
3322                         goto out;
3323         }
3324         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3325         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3326   out:
3327         local_irq_restore(save_flags);
3328         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3329         kmemleak_alloc_recursive(ptr, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3330                                  flags);
3331
3332         if (likely(ptr)) {
3333                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, cachep->object_size);
3334                 if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3335                         memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3336         }
3337
3338         return ptr;
3339 }
3340
3341 static __always_inline void *
3342 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3343 {
3344         void *objp;
3345
3346         if (current->mempolicy || unlikely(current->flags & PF_SPREAD_SLAB)) {
3347                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3348                 if (objp)
3349                         goto out;
3350         }
3351         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3352
3353         /*
3354          * We may just have run out of memory on the local node.
3355          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3356          */
3357         if (!objp)
3358                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3359
3360   out:
3361         return objp;
3362 }
3363 #else
3364
3365 static __always_inline void *
3366 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3367 {
3368         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3369 }
3370
3371 #endif /* CONFIG_NUMA */
3372
3373 static __always_inline void *
3374 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3375 {
3376         unsigned long save_flags;
3377         void *objp;
3378
3379         flags &= gfp_allowed_mask;
3380
3381         lockdep_trace_alloc(flags);
3382
3383         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3384                 return NULL;
3385
3386         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3387
3388         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3389         local_irq_save(save_flags);
3390         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3391         local_irq_restore(save_flags);
3392         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3393         kmemleak_alloc_recursive(objp, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3394                                  flags);
3395         prefetchw(objp);
3396
3397         if (likely(objp)) {
3398                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, cachep->object_size);
3399                 if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3400                         memset(objp, 0, cachep->object_size);
3401         }
3402
3403         return objp;
3404 }
3405
3406 /*
3407  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3408  */
3409 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3410                        int node)
3411 {
3412         int i;
3413         struct kmem_cache_node *n;
3414
3415         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3416                 void *objp;
3417                 struct page *page;
3418
3419                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3420                 objp = objpp[i];
3421
3422                 page = virt_to_head_page(objp);
3423                 n = cachep->node[node];
3424                 list_del(&page->lru);
3425                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3426                 slab_put_obj(cachep, page, objp, node);
3427                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3428                 n->free_objects++;
3429
3430                 /* fixup slab chains */
3431                 if (page->active == 0) {
3432                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3433                                 n->free_objects -= cachep->num;
3434                                 /* No need to drop any previously held
3435                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3436                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3437                                  * a different cache, refer to comments before
3438                                  * alloc_slabmgmt.
3439                                  */
3440                                 slab_destroy(cachep, page);
3441                         } else {
3442                                 list_add(&page->lru, &n->slabs_free);
3443                         }
3444                 } else {
3445                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3446                          * partial list on free - maximum time for the
3447                          * other objects to be freed, too.
3448                          */
3449                         list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
3450                 }
3451         }
3452 }
3453
3454 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3455 {
3456         int batchcount;
3457         struct kmem_cache_node *n;
3458         int node = numa_mem_id();
3459
3460         batchcount = ac->batchcount;
3461 #if DEBUG
3462         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3463 #endif
3464         check_irq_off();
3465         n = cachep->node[node];
3466         spin_lock(&n->list_lock);
3467         if (n->shared) {
3468                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3469                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3470                 if (max) {
3471                         if (batchcount > max)
3472                                 batchcount = max;
3473                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3474                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3475                         shared_array->avail += batchcount;
3476                         goto free_done;
3477                 }
3478         }
3479
3480         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3481 free_done:
3482 #if STATS
3483         {
3484                 int i = 0;
3485                 struct list_head *p;
3486
3487                 p = n->slabs_free.next;
3488                 while (p != &(n->slabs_free)) {
3489                         struct page *page;
3490
3491                         page = list_entry(p, struct page, lru);
3492                         BUG_ON(page->active);
3493
3494                         i++;
3495                         p = p->next;
3496                 }
3497                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3498         }
3499 #endif
3500         spin_unlock(&n->list_lock);
3501         ac->avail -= batchcount;
3502         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3503 }
3504
3505 /*
3506  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3507  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3508  */
3509 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3510                                 unsigned long caller)
3511 {
3512         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3513
3514         check_irq_off();
3515         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3516         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3517
3518         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3519
3520         /*
3521          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3522          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3523          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3524          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3525          * the cache.
3526          */
3527         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3528                 return;
3529
3530         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3531                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3532         } else {
3533                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3534                 cache_flusharray(cachep, ac);
3535         }
3536
3537         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3538 }
3539
3540 /**
3541  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3542  * @cachep: The cache to allocate from.
3543  * @flags: See kmalloc().
3544  *
3545  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3546  * if the cache has no available objects.
3547  */
3548 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3549 {
3550         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3551
3552         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3553                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3554
3555         return ret;
3556 }
3557 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3558
3559 #ifdef CONFIG_TRACING
3560 void *
3561 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3562 {
3563         void *ret;
3564
3565         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3566
3567         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3568                       size, cachep->size, flags);
3569         return ret;
3570 }
3571 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3572 #endif
3573
3574 #ifdef CONFIG_NUMA
3575 /**
3576  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3577  * @cachep: The cache to allocate from.
3578  * @flags: See kmalloc().
3579  * @nodeid: node number of the target node.
3580  *
3581  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3582  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3583  *
3584  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3585  */
3586 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3587 {
3588         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3589
3590         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3591                                     cachep->object_size, cachep->size,
3592                                     flags, nodeid);
3593
3594         return ret;
3595 }
3596 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3597
3598 #ifdef CONFIG_TRACING
3599 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3600                                   gfp_t flags,
3601                                   int nodeid,
3602                                   size_t size)
3603 {
3604         void *ret;
3605
3606         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3607
3608         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3609                            size, cachep->size,
3610                            flags, nodeid);
3611         return ret;
3612 }
3613 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3614 #endif
3615
3616 static __always_inline void *
3617 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3618 {
3619         struct kmem_cache *cachep;
3620
3621         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3622         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3623                 return cachep;
3624         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3625 }
3626
3627 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3628 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3629 {
3630         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3631 }
3632 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3633
3634 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3635                 int node, unsigned long caller)
3636 {
3637         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3638 }
3639 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3640 #else
3641 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3642 {
3643         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, 0);
3644 }
3645 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3646 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3647 #endif /* CONFIG_NUMA */
3648
3649 /**
3650  * __do_kmalloc - allocate memory
3651  * @size: how many bytes of memory are required.
3652  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3653  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3654  */
3655 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3656                                           unsigned long caller)
3657 {
3658         struct kmem_cache *cachep;
3659         void *ret;
3660
3661         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3662         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3663                 return cachep;
3664         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3665
3666         trace_kmalloc(caller, ret,
3667                       size, cachep->size, flags);
3668
3669         return ret;
3670 }
3671
3672
3673 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3674 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3675 {
3676         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3677 }
3678 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3679
3680 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3681 {
3682         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3683 }
3684 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3685
3686 #else
3687 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3688 {
3689         return __do_kmalloc(size, flags, 0);
3690 }
3691 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3692 #endif
3693
3694 /**
3695  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3696  * @cachep: The cache the allocation was from.
3697  * @objp: The previously allocated object.
3698  *
3699  * Free an object which was previously allocated from this
3700  * cache.
3701  */
3702 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3703 {
3704         unsigned long flags;
3705         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3706         if (!cachep)
3707                 return;
3708
3709         local_irq_save(flags);
3710         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3711         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3712                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3713         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3714         local_irq_restore(flags);
3715
3716         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3717 }
3718 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3719
3720 /**
3721  * kfree - free previously allocated memory
3722  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3723  *
3724  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3725  *
3726  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3727  * or you will run into trouble.
3728  */
3729 void kfree(const void *objp)
3730 {
3731         struct kmem_cache *c;
3732         unsigned long flags;
3733
3734         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3735
3736         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3737                 return;
3738         local_irq_save(flags);
3739         kfree_debugcheck(objp);
3740         c = virt_to_cache(objp);
3741         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3742
3743         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3744         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3745         local_irq_restore(flags);
3746 }
3747 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3748
3749 /*
3750  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3751  */
3752 static int alloc_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3753 {
3754         int node;
3755         struct kmem_cache_node *n;
3756         struct array_cache *new_shared;
3757         struct array_cache **new_alien = NULL;
3758
3759         for_each_online_node(node) {
3760
3761                 if (use_alien_caches) {
3762                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3763                         if (!new_alien)
3764                                 goto fail;
3765                 }
3766
3767                 new_shared = NULL;
3768                 if (cachep->shared) {
3769                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3770                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3771                                         0xbaadf00d, gfp);
3772                         if (!new_shared) {
3773                                 free_alien_cache(new_alien);
3774                                 goto fail;
3775                         }
3776                 }
3777
3778                 n = cachep->node[node];
3779                 if (n) {
3780                         struct array_cache *shared = n->shared;
3781
3782                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3783
3784                         if (shared)
3785                                 free_block(cachep, shared->entry,
3786                                                 shared->avail, node);
3787
3788                         n->shared = new_shared;
3789                         if (!n->alien) {
3790                                 n->alien = new_alien;
3791                                 new_alien = NULL;
3792                         }
3793                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3794                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3795                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3796                         kfree(shared);
3797                         free_alien_cache(new_alien);
3798                         continue;
3799                 }
3800                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3801                 if (!n) {
3802                         free_alien_cache(new_alien);
3803                         kfree(new_shared);
3804                         goto fail;
3805                 }
3806
3807                 kmem_cache_node_init(n);
3808                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
3809                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
3810                 n->shared = new_shared;
3811                 n->alien = new_alien;
3812                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3813                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3814                 cachep->node[node] = n;
3815         }
3816         return 0;
3817
3818 fail:
3819         if (!cachep->list.next) {
3820                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3821                 node--;
3822                 while (node >= 0) {
3823                         if (cachep->node[node]) {
3824                                 n = cachep->node[node];
3825
3826                                 kfree(n->shared);
3827                                 free_alien_cache(n->alien);
3828                                 kfree(n);
3829                                 cachep->node[node] = NULL;
3830                         }
3831                         node--;
3832                 }
3833         }
3834         return -ENOMEM;
3835 }
3836
3837 struct ccupdate_struct {
3838         struct kmem_cache *cachep;
3839         struct array_cache *new[0];
3840 };
3841
3842 static void do_ccupdate_local(void *info)
3843 {
3844         struct ccupdate_struct *new = info;
3845         struct array_cache *old;
3846
3847         check_irq_off();
3848         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3849
3850         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3851         new->new[smp_processor_id()] = old;
3852 }
3853
3854 /* Always called with the slab_mutex held */
3855 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3856                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3857 {
3858         struct ccupdate_struct *new;
3859         int i;
3860
3861         new = kzalloc(sizeof(*new) + nr_cpu_ids * sizeof(struct array_cache *),
3862                       gfp);
3863         if (!new)
3864                 return -ENOMEM;
3865
3866         for_each_online_cpu(i) {
3867                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
3868                                                 batchcount, gfp);
3869                 if (!new->new[i]) {
3870                         for (i--; i >= 0; i--)
3871                                 kfree(new->new[i]);
3872                         kfree(new);
3873                         return -ENOMEM;
3874                 }
3875         }
3876         new->cachep = cachep;
3877
3878         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3879
3880         check_irq_on();
3881         cachep->batchcount = batchcount;
3882         cachep->limit = limit;
3883         cachep->shared = shared;
3884
3885         for_each_online_cpu(i) {
3886                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3887                 if (!ccold)
3888                         continue;
3889                 spin_lock_irq(&cachep->node[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3890                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_mem(i));
3891                 spin_unlock_irq(&cachep->node[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3892                 kfree(ccold);
3893         }
3894         kfree(new);
3895         return alloc_kmem_cache_node(cachep, gfp);
3896 }
3897
3898 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3899                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3900 {
3901         int ret;
3902         struct kmem_cache *c = NULL;
3903         int i = 0;
3904
3905         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3906
3907         if (slab_state < FULL)
3908                 return ret;
3909
3910         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3911                 return ret;
3912
3913         VM_BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
3914         for_each_memcg_cache_index(i) {
3915                 c = cache_from_memcg_idx(cachep, i);
3916                 if (c)
3917                         /* return value determined by the parent cache only */
3918                         __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3919         }
3920
3921         return ret;
3922 }
3923
3924 /* Called with slab_mutex held always */
3925 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3926 {
3927         int err;
3928         int limit = 0;
3929         int shared = 0;
3930         int batchcount = 0;
3931
3932         if (!is_root_cache(cachep)) {
3933                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3934                 limit = root->limit;
3935                 shared = root->shared;
3936                 batchcount = root->batchcount;
3937         }
3938
3939         if (limit && shared && batchcount)
3940                 goto skip_setup;
3941         /*
3942          * The head array serves three purposes:
3943          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3944          * - reduce the number of spinlock operations.
3945          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3946          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3947          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3948          * Bonwick.
3949          */
3950         if (cachep->size > 131072)
3951                 limit = 1;
3952         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3953                 limit = 8;
3954         else if (cachep->size > 1024)
3955                 limit = 24;
3956         else if (cachep->size > 256)
3957                 limit = 54;
3958         else
3959                 limit = 120;
3960
3961         /*
3962          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3963          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3964          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3965          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3966          * replaces Bonwick's magazine layer.
3967          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3968          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3969          */
3970         shared = 0;
3971         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3972                 shared = 8;
3973
3974 #if DEBUG
3975         /*
3976          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3977          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3978          */
3979         if (limit > 32)
3980                 limit = 32;
3981 #endif
3982         batchcount = (limit + 1) / 2;
3983 skip_setup:
3984         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3985         if (err)
3986                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3987                        cachep->name, -err);
3988         return err;
3989 }
3990
3991 /*
3992  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3993  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3994  * if drain_array() is used on the shared array.
3995  */
3996 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3997                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3998 {
3999         int tofree;
4000
4001         if (!ac || !ac->avail)
4002                 return;
4003         if (ac->touched && !force) {
4004                 ac->touched = 0;
4005         } else {
4006                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4007                 if (ac->avail) {
4008                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4009                         if (tofree > ac->avail)
4010                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4011                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4012                         ac->avail -= tofree;
4013                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4014                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4015                 }
4016                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4017         }
4018 }
4019
4020 /**
4021  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4022  * @w: work descriptor
4023  *
4024  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4025  * Purpose:
4026  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4027  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4028  *
4029  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4030  * again on the next iteration.
4031  */
4032 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4033 {
4034         struct kmem_cache *searchp;
4035         struct kmem_cache_node *n;
4036         int node = numa_mem_id();
4037         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4038
4039         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
4040                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4041                 goto out;
4042
4043         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
4044                 check_irq_on();
4045
4046                 /*
4047                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
4048                  * have established with reasonable certainty that
4049                  * we can do some work if the lock was obtained.
4050                  */
4051                 n = searchp->node[node];
4052
4053                 reap_alien(searchp, n);
4054
4055                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4056
4057                 /*
4058                  * These are racy checks but it does not matter
4059                  * if we skip one check or scan twice.
4060                  */
4061                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
4062                         goto next;
4063
4064                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
4065
4066                 drain_array(searchp, n, n->shared, 0, node);
4067
4068                 if (n->free_touched)
4069                         n->free_touched = 0;
4070                 else {
4071                         int freed;
4072
4073                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
4074                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4075                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4076                 }
4077 next:
4078                 cond_resched();
4079         }
4080         check_irq_on();
4081         mutex_unlock(&slab_mutex);
4082         next_reap_node();
4083 out:
4084         /* Set up the next iteration */
4085         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
4086 }
4087
4088 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4089 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4090 {
4091         struct page *page;
4092         unsigned long active_objs;
4093         unsigned long num_objs;
4094         unsigned long active_slabs = 0;
4095         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4096         const char *name;
4097         char *error = NULL;
4098         int node;
4099         struct kmem_cache_node *n;
4100
4101         active_objs = 0;
4102         num_slabs = 0;
4103         for_each_online_node(node) {
4104                 n = cachep->node[node];
4105                 if (!n)
4106                         continue;
4107
4108                 check_irq_on();
4109                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4110
4111                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
4112                         if (page->active != cachep->num && !error)
4113                                 error = "slabs_full accounting error";
4114                         active_objs += cachep->num;
4115                         active_slabs++;
4116                 }
4117                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
4118                         if (page->active == cachep->num && !error)
4119                                 error = "slabs_partial accounting error";
4120                         if (!page->active && !error)
4121                                 error = "slabs_partial accounting error";
4122                         active_objs += page->active;
4123                         active_slabs++;
4124                 }
4125                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
4126                         if (page->active && !error)
4127                                 error = "slabs_free accounting error";
4128                         num_slabs++;
4129                 }
4130                 free_objects += n->free_objects;
4131                 if (n->shared)
4132                         shared_avail += n->shared->avail;
4133
4134                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4135         }
4136         num_slabs += active_slabs;
4137         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4138         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4139                 error = "free_objects accounting error";
4140
4141         name = cachep->name;
4142         if (error)
4143                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4144
4145         sinfo->active_objs = active_objs;
4146         sinfo->num_objs = num_objs;
4147         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4148         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4149         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4150         sinfo->limit = cachep->limit;
4151         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4152         sinfo->shared = cachep->shared;
4153         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4154         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4155 }
4156
4157 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4158 {
4159 #if STATS
4160         {                       /* node stats */
4161                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4162                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4163                 unsigned long grown = cachep->grown;
4164                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4165                 unsigned long errors = cachep->errors;
4166                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4167                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4168                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4169                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4170
4171                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4172                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4173                            allocs, high, grown,
4174                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4175                            node_frees, overflows);
4176         }
4177         /* cpu stats */
4178         {
4179                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4180                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4181                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4182                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4183
4184                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4185                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4186         }
4187 #endif
4188 }
4189
4190 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4191 /**
4192  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4193  * @file: unused
4194  * @buffer: user buffer
4195  * @count: data length
4196  * @ppos: unused
4197  */
4198 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4199                        size_t count, loff_t *ppos)
4200 {
4201         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4202         int limit, batchcount, shared, res;
4203         struct kmem_cache *cachep;
4204
4205         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4206                 return -EINVAL;
4207         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4208                 return -EFAULT;
4209         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4210
4211         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4212         if (!tmp)
4213                 return -EINVAL;
4214         *tmp = '\0';
4215         tmp++;
4216         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4217                 return -EINVAL;
4218
4219         /* Find the cache in the chain of caches. */
4220         mutex_lock(&slab_mutex);
4221         res = -EINVAL;
4222         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4223                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4224                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4225                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4226                                 res = 0;
4227                         } else {
4228                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4229                                                        batchcount, shared,
4230                                                        GFP_KERNEL);
4231                         }
4232                         break;
4233                 }
4234         }
4235         mutex_unlock(&slab_mutex);
4236         if (res >= 0)
4237                 res = count;
4238         return res;
4239 }
4240
4241 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4242
4243 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4244 {
4245         mutex_lock(&slab_mutex);
4246         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4247 }
4248
4249 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4250 {
4251         unsigned long *p;
4252         int l;
4253         if (!v)
4254                 return 1;
4255         l = n[1];
4256         p = n + 2;
4257         while (l) {
4258                 int i = l/2;
4259                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4260                 if (*q == v) {
4261                         q[1]++;
4262                         return 1;
4263                 }
4264                 if (*q > v) {
4265                         l = i;
4266                 } else {
4267                         p = q + 2;
4268                         l -= i + 1;
4269                 }
4270         }
4271         if (++n[1] == n[0])
4272                 return 0;
4273         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4274         p[0] = v;
4275         p[1] = 1;
4276         return 1;
4277 }
4278
4279 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c,
4280                                                 struct page *page)
4281 {
4282         void *p;
4283         int i;
4284
4285         if (n[0] == n[1])
4286                 return;
4287         for (i = 0, p = page->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4288                 if (get_obj_status(page, i) != OBJECT_ACTIVE)
4289                         continue;
4290
4291                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4292                         return;
4293         }
4294 }
4295
4296 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4297 {
4298 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4299         unsigned long offset, size;
4300         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4301
4302         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4303                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4304                 if (modname[0])
4305                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4306                 return;
4307         }
4308 #endif
4309         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4310 }
4311
4312 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4313 {
4314         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4315         struct page *page;
4316         struct kmem_cache_node *n;
4317         const char *name;
4318         unsigned long *x = m->private;
4319         int node;
4320         int i;
4321
4322         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4323                 return 0;
4324         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4325                 return 0;
4326
4327         /* OK, we can do it */
4328
4329         x[1] = 0;
4330
4331         for_each_online_node(node) {
4332                 n = cachep->node[node];
4333                 if (!n)
4334                         continue;
4335
4336                 check_irq_on();
4337                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4338
4339                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
4340                         handle_slab(x, cachep, page);
4341                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
4342                         handle_slab(x, cachep, page);
4343                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4344         }
4345         name = cachep->name;
4346         if (x[0] == x[1]) {
4347                 /* Increase the buffer size */
4348                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4349                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4350                 if (!m->private) {
4351                         /* Too bad, we are really out */
4352                         m->private = x;
4353                         mutex_lock(&slab_mutex);
4354                         return -ENOMEM;
4355                 }
4356                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4357                 kfree(x);
4358                 mutex_lock(&slab_mutex);
4359                 /* Now make sure this entry will be retried */
4360                 m->count = m->size;
4361                 return 0;
4362         }
4363         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4364                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4365                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4366                 seq_putc(m, '\n');
4367         }
4368
4369         return 0;
4370 }
4371
4372 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4373         .start = leaks_start,
4374         .next = slab_next,
4375         .stop = slab_stop,
4376         .show = leaks_show,
4377 };
4378
4379 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4380 {
4381         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4382         int ret = -ENOMEM;
4383         if (n) {
4384                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4385                 if (!ret) {
4386                         struct seq_file *m = file->private_data;
4387                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4388                         m->private = n;
4389                         n = NULL;
4390                 }
4391                 kfree(n);
4392         }
4393         return ret;
4394 }
4395
4396 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4397         .open           = slabstats_open,
4398         .read           = seq_read,
4399         .llseek         = seq_lseek,
4400         .release        = seq_release_private,
4401 };
4402 #endif
4403
4404 static int __init slab_proc_init(void)
4405 {
4406 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4407         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4408 #endif
4409         return 0;
4410 }
4411 module_init(slab_proc_init);
4412 #endif
4413
4414 /**
4415  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4416  * @objp: Pointer to the object
4417  *
4418  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4419  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4420  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4421  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4422  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4423  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4424  * must not be freed during the duration of the call.
4425  */
4426 size_t ksize(const void *objp)
4427 {
4428         BUG_ON(!objp);
4429         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4430                 return 0;
4431
4432         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4433 }
4434 EXPORT_SYMBOL(ksize);