3416f4c544b347cae26537ed39ce45696573ac00
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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 /*
161  * true if a page was allocated from pfmemalloc reserves for network-based
162  * swap
163  */
164 static bool pfmemalloc_active __read_mostly;
165
166 /*
167  * kmem_bufctl_t:
168  *
169  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
170  * linked offsets.
171  *
172  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
173  * slab an object belongs to.
174  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
175  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
176  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
177  * that does not use off-slab slabs.
178  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
179  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
180  * to have too many per slab.
181  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
182  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
183  */
184
185 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
186 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
187 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
188 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
189 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
190
191 /*
192  * struct slab_rcu
193  *
194  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
195  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
196  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
197  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
198  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
199  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
200  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
201  *
202  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
203  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
204  */
205 struct slab_rcu {
206         struct rcu_head head;
207         struct kmem_cache *cachep;
208         void *addr;
209 };
210
211 /*
212  * struct slab
213  *
214  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
215  * for a slab, or allocated from an general cache.
216  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
217  */
218 struct slab {
219         union {
220                 struct {
221                         struct list_head list;
222                         unsigned long colouroff;
223                         void *s_mem;            /* including colour offset */
224                         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
225                         kmem_bufctl_t free;
226                         unsigned short nodeid;
227                 };
228                 struct slab_rcu __slab_cover_slab_rcu;
229         };
230 };
231
232 /*
233  * struct array_cache
234  *
235  * Purpose:
236  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
237  * - reduce the number of linked list operations
238  * - reduce spinlock operations
239  *
240  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
241  * footprint.
242  *
243  */
244 struct array_cache {
245         unsigned int avail;
246         unsigned int limit;
247         unsigned int batchcount;
248         unsigned int touched;
249         spinlock_t lock;
250         void *entry[];  /*
251                          * Must have this definition in here for the proper
252                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
253                          * the entries.
254                          *
255                          * Entries should not be directly dereferenced as
256                          * entries belonging to slabs marked pfmemalloc will
257                          * have the lower bits set SLAB_OBJ_PFMEMALLOC
258                          */
259 };
260
261 #define SLAB_OBJ_PFMEMALLOC     1
262 static inline bool is_obj_pfmemalloc(void *objp)
263 {
264         return (unsigned long)objp & SLAB_OBJ_PFMEMALLOC;
265 }
266
267 static inline void set_obj_pfmemalloc(void **objp)
268 {
269         *objp = (void *)((unsigned long)*objp | SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
270         return;
271 }
272
273 static inline void clear_obj_pfmemalloc(void **objp)
274 {
275         *objp = (void *)((unsigned long)*objp & ~SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
276 }
277
278 /*
279  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
280  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
281  */
282 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
283 struct arraycache_init {
284         struct array_cache cache;
285         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
286 };
287
288 /*
289  * The slab lists for all objects.
290  */
291 struct kmem_cache_node {
292         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
293         struct list_head slabs_full;
294         struct list_head slabs_free;
295         unsigned long free_objects;
296         unsigned int free_limit;
297         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
298         spinlock_t list_lock;
299         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
300         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
301         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
302         int free_touched;               /* updated without locking */
303 };
304
305 /*
306  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
307  */
308 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
309 static struct kmem_cache_node __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
310 #define CACHE_CACHE 0
311 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
312 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
313
314 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
315                         struct kmem_cache_node *l3, int tofree);
316 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
317                         int node);
318 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
319 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
320
321 struct kmem_cache *kmalloc_caches[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1];
322 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
323
324 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
325 struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1];
326 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_dma_caches);
327 #endif
328
329 static int slab_early_init = 1;
330
331 #define INDEX_AC kmalloc_index(sizeof(struct arraycache_init))
332 #define INDEX_L3 kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
333
334 static void kmem_list3_init(struct kmem_cache_node *parent)
335 {
336         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
337         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
338         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
339         parent->shared = NULL;
340         parent->alien = NULL;
341         parent->colour_next = 0;
342         spin_lock_init(&parent->list_lock);
343         parent->free_objects = 0;
344         parent->free_touched = 0;
345 }
346
347 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
348         do {                                                            \
349                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
350                 list_splice(&(cachep->node[nodeid]->slab), listp);      \
351         } while (0)
352
353 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
354         do {                                                            \
355         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
356         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
357         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
358         } while (0)
359
360 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
361 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
362
363 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
364 /*
365  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
366  * cpucache drain/refill cycles.
367  *
368  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
369  * which could lock up otherwise freeable slabs.
370  */
371 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
372 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
373
374 #if STATS
375 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
376 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
377 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
378 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
379 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
380 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
381         do {                                                            \
382                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
383                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
384         } while (0)
385 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
386 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
387 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
388 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
389 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
390         do {                                                            \
391                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
392                         (x)->max_freeable = i;                          \
393         } while (0)
394 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
395 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
396 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
397 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
398 #else
399 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
400 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
401 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
402 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
403 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
404 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
405 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
406 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
407 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
408 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
409 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
410 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
411 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
412 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
413 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
414 #endif
415
416 #if DEBUG
417
418 /*
419  * memory layout of objects:
420  * 0            : objp
421  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
422  *              the end of an object is aligned with the end of the real
423  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
424  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
425  *              redzone word.
426  * cachep->obj_offset: The real object.
427  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
428  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
429  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
430  */
431 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
432 {
433         return cachep->obj_offset;
434 }
435
436 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
437 {
438         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
439         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
440                                       sizeof(unsigned long long));
441 }
442
443 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
444 {
445         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
446         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
447                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
448                                               sizeof(unsigned long long) -
449                                               REDZONE_ALIGN);
450         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
451                                        sizeof(unsigned long long));
452 }
453
454 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
455 {
456         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
457         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
458 }
459
460 #else
461
462 #define obj_offset(x)                   0
463 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
464 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
465 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
466
467 #endif
468
469 /*
470  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
471  * overridden on the command line.
472  */
473 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
474 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
475 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
476 static bool slab_max_order_set __initdata;
477
478 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
479 {
480         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
481         return page->slab_cache;
482 }
483
484 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
485 {
486         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
487
488         VM_BUG_ON(!PageSlab(page));
489         return page->slab_page;
490 }
491
492 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
493                                  unsigned int idx)
494 {
495         return slab->s_mem + cache->size * idx;
496 }
497
498 /*
499  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
500  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
501  *   we can replace (offset / cache->size) by
502  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
503  */
504 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
505                                         const struct slab *slab, void *obj)
506 {
507         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
508         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
509 }
510
511 static struct arraycache_init initarray_generic =
512     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
513
514 /* internal cache of cache description objs */
515 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
516         .batchcount = 1,
517         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
518         .shared = 1,
519         .size = sizeof(struct kmem_cache),
520         .name = "kmem_cache",
521 };
522
523 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
524
525 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
526
527 /*
528  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
529  * for other slabs "off slab".
530  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
531  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
532  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
533  *
534  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
535  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
536  * then comes back up during hotplug
537  */
538 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
539 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
540
541 static struct lock_class_key debugobj_l3_key;
542 static struct lock_class_key debugobj_alc_key;
543
544 static void slab_set_lock_classes(struct kmem_cache *cachep,
545                 struct lock_class_key *l3_key, struct lock_class_key *alc_key,
546                 int q)
547 {
548         struct array_cache **alc;
549         struct kmem_cache_node *l3;
550         int r;
551
552         l3 = cachep->node[q];
553         if (!l3)
554                 return;
555
556         lockdep_set_class(&l3->list_lock, l3_key);
557         alc = l3->alien;
558         /*
559          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
560          * should go away when common slab code is taught to
561          * work even without alien caches.
562          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
563          * for alloc_alien_cache,
564          */
565         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
566                 return;
567         for_each_node(r) {
568                 if (alc[r])
569                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock, alc_key);
570         }
571 }
572
573 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
574 {
575         slab_set_lock_classes(cachep, &debugobj_l3_key, &debugobj_alc_key, node);
576 }
577
578 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
579 {
580         int node;
581
582         for_each_online_node(node)
583                 slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
584 }
585
586 static void init_node_lock_keys(int q)
587 {
588         int i;
589
590         if (slab_state < UP)
591                 return;
592
593         for (i = 1; i < PAGE_SHIFT + MAX_ORDER; i++) {
594                 struct kmem_cache_node *l3;
595                 struct kmem_cache *cache = kmalloc_caches[i];
596
597                 if (!cache)
598                         continue;
599
600                 l3 = cache->node[q];
601                 if (!l3 || OFF_SLAB(cache))
602                         continue;
603
604                 slab_set_lock_classes(cache, &on_slab_l3_key,
605                                 &on_slab_alc_key, q);
606         }
607 }
608
609 static void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int q)
610 {
611         if (!cachep->node[q])
612                 return;
613
614         slab_set_lock_classes(cachep, &on_slab_l3_key,
615                         &on_slab_alc_key, q);
616 }
617
618 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
619 {
620         int node;
621
622         VM_BUG_ON(OFF_SLAB(cachep));
623         for_each_node(node)
624                 on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
625 }
626
627 static inline void init_lock_keys(void)
628 {
629         int node;
630
631         for_each_node(node)
632                 init_node_lock_keys(node);
633 }
634 #else
635 static void init_node_lock_keys(int q)
636 {
637 }
638
639 static inline void init_lock_keys(void)
640 {
641 }
642
643 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
644 {
645 }
646
647 static inline void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
648 {
649 }
650
651 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
652 {
653 }
654
655 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
656 {
657 }
658 #endif
659
660 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
661
662 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
663 {
664         return cachep->array[smp_processor_id()];
665 }
666
667 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
668                                                         gfp_t gfpflags)
669 {
670         int i;
671
672 #if DEBUG
673         /* This happens if someone tries to call
674          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
675          * the generic caches are initialized.
676          */
677         BUG_ON(kmalloc_caches[INDEX_AC] == NULL);
678 #endif
679         if (!size)
680                 return ZERO_SIZE_PTR;
681
682         i = kmalloc_index(size);
683
684         /*
685          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
686          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
687          * for large kmalloc calls required.
688          */
689 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
690         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
691                 return kmalloc_dma_caches[i];
692 #endif
693         return kmalloc_caches[i];
694 }
695
696 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
697 {
698         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
699 }
700
701 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
702 {
703         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
704 }
705
706 /*
707  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
708  */
709 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
710                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
711                            unsigned int *num)
712 {
713         int nr_objs;
714         size_t mgmt_size;
715         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
716
717         /*
718          * The slab management structure can be either off the slab or
719          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
720          * slab is used for:
721          *
722          * - The struct slab
723          * - One kmem_bufctl_t for each object
724          * - Padding to respect alignment of @align
725          * - @buffer_size bytes for each object
726          *
727          * If the slab management structure is off the slab, then the
728          * alignment will already be calculated into the size. Because
729          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
730          * correct alignment when allocated.
731          */
732         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
733                 mgmt_size = 0;
734                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
735
736                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
737                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
738         } else {
739                 /*
740                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
741                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
742                  * least @align. In the worst case, this result will
743                  * be one greater than the number of objects that fit
744                  * into the memory allocation when taking the padding
745                  * into account.
746                  */
747                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
748                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
749
750                 /*
751                  * This calculated number will be either the right
752                  * amount, or one greater than what we want.
753                  */
754                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
755                        > slab_size)
756                         nr_objs--;
757
758                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
759                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
760
761                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
762         }
763         *num = nr_objs;
764         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
765 }
766
767 #if DEBUG
768 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
769
770 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
771                         char *msg)
772 {
773         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
774                function, cachep->name, msg);
775         dump_stack();
776         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
777 }
778 #endif
779
780 /*
781  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
782  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
783  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
784  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
785  * line
786   */
787
788 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
789 static int __init noaliencache_setup(char *s)
790 {
791         use_alien_caches = 0;
792         return 1;
793 }
794 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
795
796 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
797 {
798         get_option(&str, &slab_max_order);
799         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
800                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
801         slab_max_order_set = true;
802
803         return 1;
804 }
805 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
806
807 #ifdef CONFIG_NUMA
808 /*
809  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
810  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
811  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
812  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
813  */
814 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
815
816 static void init_reap_node(int cpu)
817 {
818         int node;
819
820         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
821         if (node == MAX_NUMNODES)
822                 node = first_node(node_online_map);
823
824         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
825 }
826
827 static void next_reap_node(void)
828 {
829         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
830
831         node = next_node(node, node_online_map);
832         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
833                 node = first_node(node_online_map);
834         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
835 }
836
837 #else
838 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
839 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
840 #endif
841
842 /*
843  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
844  * via the workqueue/eventd.
845  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
846  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
847  * lock.
848  */
849 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
850 {
851         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
852
853         /*
854          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
855          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
856          * at that time.
857          */
858         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
859                 init_reap_node(cpu);
860                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
861                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
862                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
863         }
864 }
865
866 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
867                                             int batchcount, gfp_t gfp)
868 {
869         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
870         struct array_cache *nc = NULL;
871
872         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
873         /*
874          * The array_cache structures contain pointers to free object.
875          * However, when such objects are allocated or transferred to another
876          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
877          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
878          * not scan such objects.
879          */
880         kmemleak_no_scan(nc);
881         if (nc) {
882                 nc->avail = 0;
883                 nc->limit = entries;
884                 nc->batchcount = batchcount;
885                 nc->touched = 0;
886                 spin_lock_init(&nc->lock);
887         }
888         return nc;
889 }
890
891 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct slab *slabp)
892 {
893         struct page *page = virt_to_page(slabp->s_mem);
894
895         return PageSlabPfmemalloc(page);
896 }
897
898 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
899 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
900                                                 struct array_cache *ac)
901 {
902         struct kmem_cache_node *l3 = cachep->node[numa_mem_id()];
903         struct slab *slabp;
904         unsigned long flags;
905
906         if (!pfmemalloc_active)
907                 return;
908
909         spin_lock_irqsave(&l3->list_lock, flags);
910         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
911                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
912                         goto out;
913
914         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
915                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
916                         goto out;
917
918         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list)
919                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
920                         goto out;
921
922         pfmemalloc_active = false;
923 out:
924         spin_unlock_irqrestore(&l3->list_lock, flags);
925 }
926
927 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
928                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
929 {
930         int i;
931         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
932
933         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
934         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
935                 struct kmem_cache_node *l3;
936
937                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
938                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
939                         return objp;
940                 }
941
942                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
943                 for (i = 0; i < ac->avail; i++) {
944                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
945                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
946                                 objp = ac->entry[i];
947                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
948                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
949                                 return objp;
950                         }
951                 }
952
953                 /*
954                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
955                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
956                  */
957                 l3 = cachep->node[numa_mem_id()];
958                 if (!list_empty(&l3->slabs_free) && force_refill) {
959                         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
960                         ClearPageSlabPfmemalloc(virt_to_head_page(slabp->s_mem));
961                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
962                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
963                         return objp;
964                 }
965
966                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
967                 ac->avail++;
968                 objp = NULL;
969         }
970
971         return objp;
972 }
973
974 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
975                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
976 {
977         void *objp;
978
979         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
980                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
981         else
982                 objp = ac->entry[--ac->avail];
983
984         return objp;
985 }
986
987 static void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
988                                                                 void *objp)
989 {
990         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
991                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
992                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
993                 if (PageSlabPfmemalloc(page))
994                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
995         }
996
997         return objp;
998 }
999
1000 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
1001                                                                 void *objp)
1002 {
1003         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
1004                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
1005
1006         ac->entry[ac->avail++] = objp;
1007 }
1008
1009 /*
1010  * Transfer objects in one arraycache to another.
1011  * Locking must be handled by the caller.
1012  *
1013  * Return the number of entries transferred.
1014  */
1015 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
1016                 struct array_cache *from, unsigned int max)
1017 {
1018         /* Figure out how many entries to transfer */
1019         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
1020
1021         if (!nr)
1022                 return 0;
1023
1024         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
1025                         sizeof(void *) *nr);
1026
1027         from->avail -= nr;
1028         to->avail += nr;
1029         return nr;
1030 }
1031
1032 #ifndef CONFIG_NUMA
1033
1034 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1035 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1036
1037 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1038 {
1039         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1040 }
1041
1042 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1043 {
1044 }
1045
1046 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1047 {
1048         return 0;
1049 }
1050
1051 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1052                 gfp_t flags)
1053 {
1054         return NULL;
1055 }
1056
1057 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1058                  gfp_t flags, int nodeid)
1059 {
1060         return NULL;
1061 }
1062
1063 #else   /* CONFIG_NUMA */
1064
1065 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1066 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1067
1068 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1069 {
1070         struct array_cache **ac_ptr;
1071         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1072         int i;
1073
1074         if (limit > 1)
1075                 limit = 12;
1076         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
1077         if (ac_ptr) {
1078                 for_each_node(i) {
1079                         if (i == node || !node_online(i))
1080                                 continue;
1081                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
1082                         if (!ac_ptr[i]) {
1083                                 for (i--; i >= 0; i--)
1084                                         kfree(ac_ptr[i]);
1085                                 kfree(ac_ptr);
1086                                 return NULL;
1087                         }
1088                 }
1089         }
1090         return ac_ptr;
1091 }
1092
1093 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1094 {
1095         int i;
1096
1097         if (!ac_ptr)
1098                 return;
1099         for_each_node(i)
1100             kfree(ac_ptr[i]);
1101         kfree(ac_ptr);
1102 }
1103
1104 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1105                                 struct array_cache *ac, int node)
1106 {
1107         struct kmem_cache_node *rl3 = cachep->node[node];
1108
1109         if (ac->avail) {
1110                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1111                 /*
1112                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1113                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1114                  * into the free lists and getting them back later.
1115                  */
1116                 if (rl3->shared)
1117                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1118
1119                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1120                 ac->avail = 0;
1121                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1122         }
1123 }
1124
1125 /*
1126  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1127  */
1128 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *l3)
1129 {
1130         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1131
1132         if (l3->alien) {
1133                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1134
1135                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1136                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1137                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1138                 }
1139         }
1140 }
1141
1142 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1143                                 struct array_cache **alien)
1144 {
1145         int i = 0;
1146         struct array_cache *ac;
1147         unsigned long flags;
1148
1149         for_each_online_node(i) {
1150                 ac = alien[i];
1151                 if (ac) {
1152                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1153                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1154                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1155                 }
1156         }
1157 }
1158
1159 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1160 {
1161         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1162         int nodeid = slabp->nodeid;
1163         struct kmem_cache_node *l3;
1164         struct array_cache *alien = NULL;
1165         int node;
1166
1167         node = numa_mem_id();
1168
1169         /*
1170          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1171          * cache on this cpu.
1172          */
1173         if (likely(slabp->nodeid == node))
1174                 return 0;
1175
1176         l3 = cachep->node[node];
1177         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1178         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1179                 alien = l3->alien[nodeid];
1180                 spin_lock(&alien->lock);
1181                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1182                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1183                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1184                 }
1185                 ac_put_obj(cachep, alien, objp);
1186                 spin_unlock(&alien->lock);
1187         } else {
1188                 spin_lock(&(cachep->node[nodeid])->list_lock);
1189                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1190                 spin_unlock(&(cachep->node[nodeid])->list_lock);
1191         }
1192         return 1;
1193 }
1194 #endif
1195
1196 /*
1197  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
1198  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_list3
1199  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1200  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
1201  * already in use.
1202  *
1203  * Must hold slab_mutex.
1204  */
1205 static int init_cache_node_node(int node)
1206 {
1207         struct kmem_cache *cachep;
1208         struct kmem_cache_node *l3;
1209         const int memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
1210
1211         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1212                 /*
1213                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1214                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1215                  * node has not already allocated this
1216                  */
1217                 if (!cachep->node[node]) {
1218                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1219                         if (!l3)
1220                                 return -ENOMEM;
1221                         kmem_list3_init(l3);
1222                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1223                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1224
1225                         /*
1226                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1227                          * go.  slab_mutex is sufficient
1228                          * protection here.
1229                          */
1230                         cachep->node[node] = l3;
1231                 }
1232
1233                 spin_lock_irq(&cachep->node[node]->list_lock);
1234                 cachep->node[node]->free_limit =
1235                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1236                         cachep->batchcount + cachep->num;
1237                 spin_unlock_irq(&cachep->node[node]->list_lock);
1238         }
1239         return 0;
1240 }
1241
1242 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1243 {
1244         struct kmem_cache *cachep;
1245         struct kmem_cache_node *l3 = NULL;
1246         int node = cpu_to_mem(cpu);
1247         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1248
1249         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1250                 struct array_cache *nc;
1251                 struct array_cache *shared;
1252                 struct array_cache **alien;
1253
1254                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1255                 nc = cachep->array[cpu];
1256                 cachep->array[cpu] = NULL;
1257                 l3 = cachep->node[node];
1258
1259                 if (!l3)
1260                         goto free_array_cache;
1261
1262                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1263
1264                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1265                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1266                 if (nc)
1267                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1268
1269                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1270                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1271                         goto free_array_cache;
1272                 }
1273
1274                 shared = l3->shared;
1275                 if (shared) {
1276                         free_block(cachep, shared->entry,
1277                                    shared->avail, node);
1278                         l3->shared = NULL;
1279                 }
1280
1281                 alien = l3->alien;
1282                 l3->alien = NULL;
1283
1284                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1285
1286                 kfree(shared);
1287                 if (alien) {
1288                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1289                         free_alien_cache(alien);
1290                 }
1291 free_array_cache:
1292                 kfree(nc);
1293         }
1294         /*
1295          * In the previous loop, all the objects were freed to
1296          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1297          * shrink each nodelist to its limit.
1298          */
1299         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1300                 l3 = cachep->node[node];
1301                 if (!l3)
1302                         continue;
1303                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1304         }
1305 }
1306
1307 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1308 {
1309         struct kmem_cache *cachep;
1310         struct kmem_cache_node *l3 = NULL;
1311         int node = cpu_to_mem(cpu);
1312         int err;
1313
1314         /*
1315          * We need to do this right in the beginning since
1316          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1317          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1318          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1319          */
1320         err = init_cache_node_node(node);
1321         if (err < 0)
1322                 goto bad;
1323
1324         /*
1325          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1326          * array caches
1327          */
1328         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1329                 struct array_cache *nc;
1330                 struct array_cache *shared = NULL;
1331                 struct array_cache **alien = NULL;
1332
1333                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1334                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1335                 if (!nc)
1336                         goto bad;
1337                 if (cachep->shared) {
1338                         shared = alloc_arraycache(node,
1339                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1340                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1341                         if (!shared) {
1342                                 kfree(nc);
1343                                 goto bad;
1344                         }
1345                 }
1346                 if (use_alien_caches) {
1347                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1348                         if (!alien) {
1349                                 kfree(shared);
1350                                 kfree(nc);
1351                                 goto bad;
1352                         }
1353                 }
1354                 cachep->array[cpu] = nc;
1355                 l3 = cachep->node[node];
1356                 BUG_ON(!l3);
1357
1358                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1359                 if (!l3->shared) {
1360                         /*
1361                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1362                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1363                          */
1364                         l3->shared = shared;
1365                         shared = NULL;
1366                 }
1367 #ifdef CONFIG_NUMA
1368                 if (!l3->alien) {
1369                         l3->alien = alien;
1370                         alien = NULL;
1371                 }
1372 #endif
1373                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1374                 kfree(shared);
1375                 free_alien_cache(alien);
1376                 if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS)
1377                         slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
1378                 else if (!OFF_SLAB(cachep) &&
1379                          !(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1380                         on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
1381         }
1382         init_node_lock_keys(node);
1383
1384         return 0;
1385 bad:
1386         cpuup_canceled(cpu);
1387         return -ENOMEM;
1388 }
1389
1390 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1391                                     unsigned long action, void *hcpu)
1392 {
1393         long cpu = (long)hcpu;
1394         int err = 0;
1395
1396         switch (action) {
1397         case CPU_UP_PREPARE:
1398         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1399                 mutex_lock(&slab_mutex);
1400                 err = cpuup_prepare(cpu);
1401                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1402                 break;
1403         case CPU_ONLINE:
1404         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1405                 start_cpu_timer(cpu);
1406                 break;
1407 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1408         case CPU_DOWN_PREPARE:
1409         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1410                 /*
1411                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1412                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1413                  * anything expensive but will only modify reap_work
1414                  * and reschedule the timer.
1415                 */
1416                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1417                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1418                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1419                 break;
1420         case CPU_DOWN_FAILED:
1421         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1422                 start_cpu_timer(cpu);
1423                 break;
1424         case CPU_DEAD:
1425         case CPU_DEAD_FROZEN:
1426                 /*
1427                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1428                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1429                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1430                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1431                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1432                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1433                  */
1434                 /* fall through */
1435 #endif
1436         case CPU_UP_CANCELED:
1437         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1438                 mutex_lock(&slab_mutex);
1439                 cpuup_canceled(cpu);
1440                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1441                 break;
1442         }
1443         return notifier_from_errno(err);
1444 }
1445
1446 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1447         &cpuup_callback, NULL, 0
1448 };
1449
1450 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1451 /*
1452  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1453  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1454  * removed.
1455  *
1456  * Must hold slab_mutex.
1457  */
1458 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1459 {
1460         struct kmem_cache *cachep;
1461         int ret = 0;
1462
1463         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1464                 struct kmem_cache_node *l3;
1465
1466                 l3 = cachep->node[node];
1467                 if (!l3)
1468                         continue;
1469
1470                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1471
1472                 if (!list_empty(&l3->slabs_full) ||
1473                     !list_empty(&l3->slabs_partial)) {
1474                         ret = -EBUSY;
1475                         break;
1476                 }
1477         }
1478         return ret;
1479 }
1480
1481 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1482                                         unsigned long action, void *arg)
1483 {
1484         struct memory_notify *mnb = arg;
1485         int ret = 0;
1486         int nid;
1487
1488         nid = mnb->status_change_nid;
1489         if (nid < 0)
1490                 goto out;
1491
1492         switch (action) {
1493         case MEM_GOING_ONLINE:
1494                 mutex_lock(&slab_mutex);
1495                 ret = init_cache_node_node(nid);
1496                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1497                 break;
1498         case MEM_GOING_OFFLINE:
1499                 mutex_lock(&slab_mutex);
1500                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1501                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1502                 break;
1503         case MEM_ONLINE:
1504         case MEM_OFFLINE:
1505         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1506         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1507                 break;
1508         }
1509 out:
1510         return notifier_from_errno(ret);
1511 }
1512 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1513
1514 /*
1515  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1516  */
1517 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1518                                 int nodeid)
1519 {
1520         struct kmem_cache_node *ptr;
1521
1522         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1523         BUG_ON(!ptr);
1524
1525         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1526         /*
1527          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1528          */
1529         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1530
1531         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1532         cachep->node[nodeid] = ptr;
1533 }
1534
1535 /*
1536  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1537  * size of kmem_list3.
1538  */
1539 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1540 {
1541         int node;
1542
1543         for_each_online_node(node) {
1544                 cachep->node[node] = &initkmem_list3[index + node];
1545                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1546                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1547                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1548         }
1549 }
1550
1551 /*
1552  * The memory after the last cpu cache pointer is used for the
1553  * the node pointer.
1554  */
1555 static void setup_node_pointer(struct kmem_cache *cachep)
1556 {
1557         cachep->node = (struct kmem_cache_node **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
1558 }
1559
1560 /*
1561  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1562  * before smp_init().
1563  */
1564 void __init kmem_cache_init(void)
1565 {
1566         int i;
1567
1568         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1569         setup_node_pointer(kmem_cache);
1570
1571         if (num_possible_nodes() == 1)
1572                 use_alien_caches = 0;
1573
1574         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1575                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1576
1577         set_up_list3s(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1578
1579         /*
1580          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1581          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1582          * not overridden on the command line.
1583          */
1584         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1585                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1586
1587         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1588          * from caches that do not exist yet:
1589          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1590          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1591          *    kmem_cache is statically allocated.
1592          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1593          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1594          *    array at the end of the bootstrap.
1595          * 2) Create the first kmalloc cache.
1596          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1597          *    An __init data area is used for the head array.
1598          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1599          *    head arrays.
1600          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1601          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1602          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for kmem_cache and
1603          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1604          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1605          */
1606
1607         /* 1) create the kmem_cache */
1608
1609         /*
1610          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1611          */
1612         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1613                 offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1614                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1615                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1616         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1617
1618         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1619
1620         /*
1621          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1622          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1623          * bug.
1624          */
1625
1626         kmalloc_caches[INDEX_AC] = create_kmalloc_cache("kmalloc-ac",
1627                                         kmalloc_size(INDEX_AC), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1628
1629         if (INDEX_AC != INDEX_L3)
1630                 kmalloc_caches[INDEX_L3] =
1631                         create_kmalloc_cache("kmalloc-l3",
1632                                 kmalloc_size(INDEX_L3), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1633
1634         slab_early_init = 0;
1635
1636         for (i = 1; i < PAGE_SHIFT + MAX_ORDER; i++) {
1637                 size_t cs_size = kmalloc_size(i);
1638
1639                 if (cs_size < KMALLOC_MIN_SIZE)
1640                         continue;
1641
1642                 if (!kmalloc_caches[i]) {
1643                         /*
1644                          * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1645                          * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1646                          * eliminates "false sharing".
1647                          * Note for systems short on memory removing the alignment will
1648                          * allow tighter packing of the smaller caches.
1649                          */
1650                         kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc",
1651                                         cs_size, ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1652                 }
1653
1654 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1655                 kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(
1656                         "kmalloc-dma", cs_size,
1657                         SLAB_CACHE_DMA|ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1658 #endif
1659         }
1660         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1661         {
1662                 struct array_cache *ptr;
1663
1664                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1665
1666                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmem_cache),
1667                        sizeof(struct arraycache_init));
1668                 /*
1669                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1670                  */
1671                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1672
1673                 kmem_cache->array[smp_processor_id()] = ptr;
1674
1675                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1676
1677                 BUG_ON(cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC])
1678                        != &initarray_generic.cache);
1679                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC]),
1680                        sizeof(struct arraycache_init));
1681                 /*
1682                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1683                  */
1684                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1685
1686                 kmalloc_caches[INDEX_AC]->array[smp_processor_id()] = ptr;
1687         }
1688         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1689         {
1690                 int nid;
1691
1692                 for_each_online_node(nid) {
1693                         init_list(kmem_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1694
1695                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_AC],
1696                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1697
1698                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1699                                 init_list(kmalloc_caches[INDEX_L3],
1700                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1701                         }
1702                 }
1703         }
1704
1705         slab_state = UP;
1706
1707         /* Create the proper names */
1708         for (i = 1; i < PAGE_SHIFT + MAX_ORDER; i++) {
1709                 char *s;
1710                 struct kmem_cache *c = kmalloc_caches[i];
1711
1712                 if (!c)
1713                         continue;
1714
1715                 s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", kmalloc_size(i));
1716
1717                 BUG_ON(!s);
1718                 c->name = s;
1719
1720 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1721                 c = kmalloc_dma_caches[i];
1722                 BUG_ON(!c);
1723                 s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "dma-kmalloc-%d", kmalloc_size(i));
1724                 BUG_ON(!s);
1725                 c->name = s;
1726 #endif
1727         }
1728 }
1729
1730 void __init kmem_cache_init_late(void)
1731 {
1732         struct kmem_cache *cachep;
1733
1734         slab_state = UP;
1735
1736         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1737         mutex_lock(&slab_mutex);
1738         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1739                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1740                         BUG();
1741         mutex_unlock(&slab_mutex);
1742
1743         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1744         init_lock_keys();
1745
1746         /* Done! */
1747         slab_state = FULL;
1748
1749         /*
1750          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1751          * cpu_cache_get for all new cpus
1752          */
1753         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1754
1755 #ifdef CONFIG_NUMA
1756         /*
1757          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1758          * node.
1759          */
1760         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1761 #endif
1762
1763         /*
1764          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1765          * of the kernel is not yet operational.
1766          */
1767 }
1768
1769 static int __init cpucache_init(void)
1770 {
1771         int cpu;
1772
1773         /*
1774          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1775          */
1776         for_each_online_cpu(cpu)
1777                 start_cpu_timer(cpu);
1778
1779         /* Done! */
1780         slab_state = FULL;
1781         return 0;
1782 }
1783 __initcall(cpucache_init);
1784
1785 static noinline void
1786 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1787 {
1788         struct kmem_cache_node *l3;
1789         struct slab *slabp;
1790         unsigned long flags;
1791         int node;
1792
1793         printk(KERN_WARNING
1794                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1795                 nodeid, gfpflags);
1796         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1797                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1798
1799         for_each_online_node(node) {
1800                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1801                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1802
1803                 l3 = cachep->node[node];
1804                 if (!l3)
1805                         continue;
1806
1807                 spin_lock_irqsave(&l3->list_lock, flags);
1808                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
1809                         active_objs += cachep->num;
1810                         active_slabs++;
1811                 }
1812                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
1813                         active_objs += slabp->inuse;
1814                         active_slabs++;
1815                 }
1816                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list)
1817                         num_slabs++;
1818
1819                 free_objects += l3->free_objects;
1820                 spin_unlock_irqrestore(&l3->list_lock, flags);
1821
1822                 num_slabs += active_slabs;
1823                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1824                 printk(KERN_WARNING
1825                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1826                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1827                         free_objects);
1828         }
1829 }
1830
1831 /*
1832  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1833  *
1834  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1835  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1836  * would be relatively rare and ignorable.
1837  */
1838 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1839 {
1840         struct page *page;
1841         int nr_pages;
1842         int i;
1843
1844 #ifndef CONFIG_MMU
1845         /*
1846          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1847          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1848          */
1849         flags |= __GFP_COMP;
1850 #endif
1851
1852         flags |= cachep->allocflags;
1853         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1854                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1855
1856         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1857         if (!page) {
1858                 if (!(flags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1859                         slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1860                 return NULL;
1861         }
1862
1863         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1864         if (unlikely(page->pfmemalloc))
1865                 pfmemalloc_active = true;
1866
1867         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1868         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1869                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1870                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1871         else
1872                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1873                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1874         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1875                 __SetPageSlab(page + i);
1876
1877                 if (page->pfmemalloc)
1878                         SetPageSlabPfmemalloc(page + i);
1879         }
1880         memcg_bind_pages(cachep, cachep->gfporder);
1881
1882         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1883                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1884
1885                 if (cachep->ctor)
1886                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1887                 else
1888                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1889         }
1890
1891         return page_address(page);
1892 }
1893
1894 /*
1895  * Interface to system's page release.
1896  */
1897 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1898 {
1899         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1900         struct page *page = virt_to_page(addr);
1901         const unsigned long nr_freed = i;
1902
1903         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1904
1905         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1906                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1907                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1908         else
1909                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1910                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1911         while (i--) {
1912                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1913                 __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1914                 __ClearPageSlab(page);
1915                 page++;
1916         }
1917
1918         memcg_release_pages(cachep, cachep->gfporder);
1919         if (current->reclaim_state)
1920                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1921         free_memcg_kmem_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1922 }
1923
1924 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1925 {
1926         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1927         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1928
1929         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1930         if (OFF_SLAB(cachep))
1931                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1932 }
1933
1934 #if DEBUG
1935
1936 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1937 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1938                             unsigned long caller)
1939 {
1940         int size = cachep->object_size;
1941
1942         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1943
1944         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1945                 return;
1946
1947         *addr++ = 0x12345678;
1948         *addr++ = caller;
1949         *addr++ = smp_processor_id();
1950         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1951         {
1952                 unsigned long *sptr = &caller;
1953                 unsigned long svalue;
1954
1955                 while (!kstack_end(sptr)) {
1956                         svalue = *sptr++;
1957                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1958                                 *addr++ = svalue;
1959                                 size -= sizeof(unsigned long);
1960                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1961                                         break;
1962                         }
1963                 }
1964
1965         }
1966         *addr++ = 0x87654321;
1967 }
1968 #endif
1969
1970 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1971 {
1972         int size = cachep->object_size;
1973         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1974
1975         memset(addr, val, size);
1976         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1977 }
1978
1979 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1980 {
1981         int i;
1982         unsigned char error = 0;
1983         int bad_count = 0;
1984
1985         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1986         for (i = 0; i < limit; i++) {
1987                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1988                         error = data[offset + i];
1989                         bad_count++;
1990                 }
1991         }
1992         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1993                         &data[offset], limit, 1);
1994
1995         if (bad_count == 1) {
1996                 error ^= POISON_FREE;
1997                 if (!(error & (error - 1))) {
1998                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1999                                         "bad RAM.\n");
2000 #ifdef CONFIG_X86
2001                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
2002                                         "test tool.\n");
2003 #else
2004                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
2005 #endif
2006                 }
2007         }
2008 }
2009 #endif
2010
2011 #if DEBUG
2012
2013 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
2014 {
2015         int i, size;
2016         char *realobj;
2017
2018         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2019                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
2020                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
2021                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
2022         }
2023
2024         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2025                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
2026                         *dbg_userword(cachep, objp));
2027                 print_symbol("(%s)",
2028                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
2029                 printk("\n");
2030         }
2031         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2032         size = cachep->object_size;
2033         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
2034                 int limit;
2035                 limit = 16;
2036                 if (i + limit > size)
2037                         limit = size - i;
2038                 dump_line(realobj, i, limit);
2039         }
2040 }
2041
2042 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
2043 {
2044         char *realobj;
2045         int size, i;
2046         int lines = 0;
2047
2048         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2049         size = cachep->object_size;
2050
2051         for (i = 0; i < size; i++) {
2052                 char exp = POISON_FREE;
2053                 if (i == size - 1)
2054                         exp = POISON_END;
2055                 if (realobj[i] != exp) {
2056                         int limit;
2057                         /* Mismatch ! */
2058                         /* Print header */
2059                         if (lines == 0) {
2060                                 printk(KERN_ERR
2061                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
2062                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
2063                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
2064                         }
2065                         /* Hexdump the affected line */
2066                         i = (i / 16) * 16;
2067                         limit = 16;
2068                         if (i + limit > size)
2069                                 limit = size - i;
2070                         dump_line(realobj, i, limit);
2071                         i += 16;
2072                         lines++;
2073                         /* Limit to 5 lines */
2074                         if (lines > 5)
2075                                 break;
2076                 }
2077         }
2078         if (lines != 0) {
2079                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
2080                  * exist:
2081                  */
2082                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
2083                 unsigned int objnr;
2084
2085                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2086                 if (objnr) {
2087                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
2088                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2089                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
2090                                realobj, size);
2091                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
2092                 }
2093                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
2094                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
2095                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2096                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
2097                                realobj, size);
2098                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
2099                 }
2100         }
2101 }
2102 #endif
2103
2104 #if DEBUG
2105 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2106 {
2107         int i;
2108         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2109                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2110
2111                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2112 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2113                         if (cachep->size % PAGE_SIZE == 0 &&
2114                                         OFF_SLAB(cachep))
2115                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2116                                         cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
2117                         else
2118                                 check_poison_obj(cachep, objp);
2119 #else
2120                         check_poison_obj(cachep, objp);
2121 #endif
2122                 }
2123                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2124                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2125                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
2126                                            "was overwritten");
2127                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2128                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
2129                                            "was overwritten");
2130                 }
2131         }
2132 }
2133 #else
2134 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2135 {
2136 }
2137 #endif
2138
2139 /**
2140  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
2141  * @cachep: cache pointer being destroyed
2142  * @slabp: slab pointer being destroyed
2143  *
2144  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
2145  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
2146  * cache-lock is not held/needed.
2147  */
2148 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2149 {
2150         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
2151
2152         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
2153         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
2154                 struct slab_rcu *slab_rcu;
2155
2156                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
2157                 slab_rcu->cachep = cachep;
2158                 slab_rcu->addr = addr;
2159                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
2160         } else {
2161                 kmem_freepages(cachep, addr);
2162                 if (OFF_SLAB(cachep))
2163                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
2164         }
2165 }
2166
2167 /**
2168  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2169  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2170  * @size: size of objects to be created in this cache.
2171  * @align: required alignment for the objects.
2172  * @flags: slab allocation flags
2173  *
2174  * Also calculates the number of objects per slab.
2175  *
2176  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2177  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2178  * towards high-order requests, this should be changed.
2179  */
2180 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2181                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2182 {
2183         unsigned long offslab_limit;
2184         size_t left_over = 0;
2185         int gfporder;
2186
2187         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2188                 unsigned int num;
2189                 size_t remainder;
2190
2191                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2192                 if (!num)
2193                         continue;
2194
2195                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2196                         /*
2197                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2198                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2199                          * looping condition in cache_grow().
2200                          */
2201                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2202                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2203
2204                         if (num > offslab_limit)
2205                                 break;
2206                 }
2207
2208                 /* Found something acceptable - save it away */
2209                 cachep->num = num;
2210                 cachep->gfporder = gfporder;
2211                 left_over = remainder;
2212
2213                 /*
2214                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2215                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2216                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2217                  */
2218                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2219                         break;
2220
2221                 /*
2222                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2223                  * currently bad for the gfp()s.
2224                  */
2225                 if (gfporder >= slab_max_order)
2226                         break;
2227
2228                 /*
2229                  * Acceptable internal fragmentation?
2230                  */
2231                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2232                         break;
2233         }
2234         return left_over;
2235 }
2236
2237 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2238 {
2239         if (slab_state >= FULL)
2240                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2241
2242         if (slab_state == DOWN) {
2243                 /*
2244                  * Note: Creation of first cache (kmem_cache).
2245                  * The setup_list3s is taken care
2246                  * of by the caller of __kmem_cache_create
2247                  */
2248                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2249                 slab_state = PARTIAL;
2250         } else if (slab_state == PARTIAL) {
2251                 /*
2252                  * Note: the second kmem_cache_create must create the cache
2253                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2254                  * further caches will BUG().
2255                  */
2256                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2257
2258                 /*
2259                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2260                  * the second cache, then we need to set up all its list3s,
2261                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2262                  */
2263                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2264                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2265                         slab_state = PARTIAL_L3;
2266                 else
2267                         slab_state = PARTIAL_ARRAYCACHE;
2268         } else {
2269                 /* Remaining boot caches */
2270                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2271                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2272
2273                 if (slab_state == PARTIAL_ARRAYCACHE) {
2274                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2275                         slab_state = PARTIAL_L3;
2276                 } else {
2277                         int node;
2278                         for_each_online_node(node) {
2279                                 cachep->node[node] =
2280                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node),
2281                                                 gfp, node);
2282                                 BUG_ON(!cachep->node[node]);
2283                                 kmem_list3_init(cachep->node[node]);
2284                         }
2285                 }
2286         }
2287         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
2288                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2289                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2290
2291         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2292         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2293         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2294         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2295         cachep->batchcount = 1;
2296         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2297         return 0;
2298 }
2299
2300 /**
2301  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2302  * @cachep: cache management descriptor
2303  * @flags: SLAB flags
2304  *
2305  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2306  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2307  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2308  *
2309  * The flags are
2310  *
2311  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2312  * to catch references to uninitialised memory.
2313  *
2314  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2315  * for buffer overruns.
2316  *
2317  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2318  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2319  * as davem.
2320  */
2321 int
2322 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2323 {
2324         size_t left_over, slab_size, ralign;
2325         gfp_t gfp;
2326         int err;
2327         size_t size = cachep->size;
2328
2329 #if DEBUG
2330 #if FORCED_DEBUG
2331         /*
2332          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2333          * large objects, if the increased size would increase the object size
2334          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2335          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2336          */
2337         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2338                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2339                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2340         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2341                 flags |= SLAB_POISON;
2342 #endif
2343         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2344                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2345 #endif
2346
2347         /*
2348          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2349          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2350          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2351          */
2352         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2353                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2354                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2355         }
2356
2357         /*
2358          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2359          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2360          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2361          */
2362         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2363                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2364
2365         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2366                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2367                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2368                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2369                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2370                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2371         }
2372
2373         /* 3) caller mandated alignment */
2374         if (ralign < cachep->align) {
2375                 ralign = cachep->align;
2376         }
2377         /* disable debug if necessary */
2378         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2379                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2380         /*
2381          * 4) Store it.
2382          */
2383         cachep->align = ralign;
2384
2385         if (slab_is_available())
2386                 gfp = GFP_KERNEL;
2387         else
2388                 gfp = GFP_NOWAIT;
2389
2390         setup_node_pointer(cachep);
2391 #if DEBUG
2392
2393         /*
2394          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2395          * into align above.
2396          */
2397         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2398                 /* add space for red zone words */
2399                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2400                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2401         }
2402         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2403                 /* user store requires one word storage behind the end of
2404                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2405                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2406                  */
2407                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2408                         size += REDZONE_ALIGN;
2409                 else
2410                         size += BYTES_PER_WORD;
2411         }
2412 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2413         if (size >= kmalloc_size(INDEX_L3 + 1)
2414             && cachep->object_size > cache_line_size() && ALIGN(size, align) < PAGE_SIZE) {
2415                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, align);
2416                 size = PAGE_SIZE;
2417         }
2418 #endif
2419 #endif
2420
2421         /*
2422          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2423          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2424          * it too early on. Always use on-slab management when
2425          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2426          */
2427         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2428             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2429                 /*
2430                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2431                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2432                  */
2433                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2434
2435         size = ALIGN(size, cachep->align);
2436
2437         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, cachep->align, flags);
2438
2439         if (!cachep->num)
2440                 return -E2BIG;
2441
2442         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2443                           + sizeof(struct slab), cachep->align);
2444
2445         /*
2446          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2447          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2448          */
2449         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2450                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2451                 left_over -= slab_size;
2452         }
2453
2454         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2455                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2456                 slab_size =
2457                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2458
2459 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2460                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2461                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2462                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2463                  */
2464                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2465                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2466 #endif
2467         }
2468
2469         cachep->colour_off = cache_line_size();
2470         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2471         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2472                 cachep->colour_off = cachep->align;
2473         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2474         cachep->slab_size = slab_size;
2475         cachep->flags = flags;
2476         cachep->allocflags = 0;
2477         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2478                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2479         cachep->size = size;
2480         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2481
2482         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2483                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2484                 /*
2485                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2486                  * But since we go off slab only for object size greater than
2487                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2488                  * this should not happen at all.
2489                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2490                  */
2491                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2492         }
2493
2494         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2495         if (err) {
2496                 __kmem_cache_shutdown(cachep);
2497                 return err;
2498         }
2499
2500         if (flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS) {
2501                 /*
2502                  * Would deadlock through slab_destroy()->call_rcu()->
2503                  * debug_object_activate()->kmem_cache_alloc().
2504                  */
2505                 WARN_ON_ONCE(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU);
2506
2507                 slab_set_debugobj_lock_classes(cachep);
2508         } else if (!OFF_SLAB(cachep) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2509                 on_slab_lock_classes(cachep);
2510
2511         return 0;
2512 }
2513
2514 #if DEBUG
2515 static void check_irq_off(void)
2516 {
2517         BUG_ON(!irqs_disabled());
2518 }
2519
2520 static void check_irq_on(void)
2521 {
2522         BUG_ON(irqs_disabled());
2523 }
2524
2525 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2526 {
2527 #ifdef CONFIG_SMP
2528         check_irq_off();
2529         assert_spin_locked(&cachep->node[numa_mem_id()]->list_lock);
2530 #endif
2531 }
2532
2533 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2534 {
2535 #ifdef CONFIG_SMP
2536         check_irq_off();
2537         assert_spin_locked(&cachep->node[node]->list_lock);
2538 #endif
2539 }
2540
2541 #else
2542 #define check_irq_off() do { } while(0)
2543 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2544 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2545 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2546 #endif
2547
2548 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *l3,
2549                         struct array_cache *ac,
2550                         int force, int node);
2551
2552 static void do_drain(void *arg)
2553 {
2554         struct kmem_cache *cachep = arg;
2555         struct array_cache *ac;
2556         int node = numa_mem_id();
2557
2558         check_irq_off();
2559         ac = cpu_cache_get(cachep);
2560         spin_lock(&cachep->node[node]->list_lock);
2561         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2562         spin_unlock(&cachep->node[node]->list_lock);
2563         ac->avail = 0;
2564 }
2565
2566 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2567 {
2568         struct kmem_cache_node *l3;
2569         int node;
2570
2571         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2572         check_irq_on();
2573         for_each_online_node(node) {
2574                 l3 = cachep->node[node];
2575                 if (l3 && l3->alien)
2576                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2577         }
2578
2579         for_each_online_node(node) {
2580                 l3 = cachep->node[node];
2581                 if (l3)
2582                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2583         }
2584 }
2585
2586 /*
2587  * Remove slabs from the list of free slabs.
2588  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2589  *
2590  * Returns the actual number of slabs released.
2591  */
2592 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2593                         struct kmem_cache_node *l3, int tofree)
2594 {
2595         struct list_head *p;
2596         int nr_freed;
2597         struct slab *slabp;
2598
2599         nr_freed = 0;
2600         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2601
2602                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2603                 p = l3->slabs_free.prev;
2604                 if (p == &l3->slabs_free) {
2605                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2606                         goto out;
2607                 }
2608
2609                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2610 #if DEBUG
2611                 BUG_ON(slabp->inuse);
2612 #endif
2613                 list_del(&slabp->list);
2614                 /*
2615                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2616                  * to the cache.
2617                  */
2618                 l3->free_objects -= cache->num;
2619                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2620                 slab_destroy(cache, slabp);
2621                 nr_freed++;
2622         }
2623 out:
2624         return nr_freed;
2625 }
2626
2627 /* Called with slab_mutex held to protect against cpu hotplug */
2628 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2629 {
2630         int ret = 0, i = 0;
2631         struct kmem_cache_node *l3;
2632
2633         drain_cpu_caches(cachep);
2634
2635         check_irq_on();
2636         for_each_online_node(i) {
2637                 l3 = cachep->node[i];
2638                 if (!l3)
2639                         continue;
2640
2641                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2642
2643                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2644                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2645         }
2646         return (ret ? 1 : 0);
2647 }
2648
2649 /**
2650  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2651  * @cachep: The cache to shrink.
2652  *
2653  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2654  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2655  */
2656 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2657 {
2658         int ret;
2659         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2660
2661         get_online_cpus();
2662         mutex_lock(&slab_mutex);
2663         ret = __cache_shrink(cachep);
2664         mutex_unlock(&slab_mutex);
2665         put_online_cpus();
2666         return ret;
2667 }
2668 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2669
2670 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2671 {
2672         int i;
2673         struct kmem_cache_node *l3;
2674         int rc = __cache_shrink(cachep);
2675
2676         if (rc)
2677                 return rc;
2678
2679         for_each_online_cpu(i)
2680             kfree(cachep->array[i]);
2681
2682         /* NUMA: free the list3 structures */
2683         for_each_online_node(i) {
2684                 l3 = cachep->node[i];
2685                 if (l3) {
2686                         kfree(l3->shared);
2687                         free_alien_cache(l3->alien);
2688                         kfree(l3);
2689                 }
2690         }
2691         return 0;
2692 }
2693
2694 /*
2695  * Get the memory for a slab management obj.
2696  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2697  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2698  * come from the same cache which is getting created because,
2699  * when we are searching for an appropriate cache for these
2700  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2701  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2702  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2703  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2704  */
2705 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2706                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2707                                    int nodeid)
2708 {
2709         struct slab *slabp;
2710
2711         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2712                 /* Slab management obj is off-slab. */
2713                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2714                                               local_flags, nodeid);
2715                 /*
2716                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2717                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2718                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2719                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2720                  */
2721                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2722                                    local_flags);
2723                 if (!slabp)
2724                         return NULL;
2725         } else {
2726                 slabp = objp + colour_off;
2727                 colour_off += cachep->slab_size;
2728         }
2729         slabp->inuse = 0;
2730         slabp->colouroff = colour_off;
2731         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2732         slabp->nodeid = nodeid;
2733         slabp->free = 0;
2734         return slabp;
2735 }
2736
2737 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2738 {
2739         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2740 }
2741
2742 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2743                             struct slab *slabp)
2744 {
2745         int i;
2746
2747         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2748                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2749 #if DEBUG
2750                 /* need to poison the objs? */
2751                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2752                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2753                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2754                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2755
2756                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2757                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2758                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2759                 }
2760                 /*
2761                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2762                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2763                  * They must also be threaded.
2764                  */
2765                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2766                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2767
2768                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2769                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2770                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2771                                            " end of an object");
2772                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2773                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2774                                            " start of an object");
2775                 }
2776                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2777                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2778                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2779                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2780 #else
2781                 if (cachep->ctor)
2782                         cachep->ctor(objp);
2783 #endif
2784                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2785         }
2786         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2787 }
2788
2789 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2790 {
2791         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2792                 if (flags & GFP_DMA)
2793                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2794                 else
2795                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2796         }
2797 }
2798
2799 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2800                                 int nodeid)
2801 {
2802         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2803         kmem_bufctl_t next;
2804
2805         slabp->inuse++;
2806         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2807 #if DEBUG
2808         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2809         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2810 #endif
2811         slabp->free = next;
2812
2813         return objp;
2814 }
2815
2816 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2817                                 void *objp, int nodeid)
2818 {
2819         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2820
2821 #if DEBUG
2822         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2823         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2824
2825         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2826                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2827                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2828                 BUG();
2829         }
2830 #endif
2831         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2832         slabp->free = objnr;
2833         slabp->inuse--;
2834 }
2835
2836 /*
2837  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2838  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2839  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2840  */
2841 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2842                            void *addr)
2843 {
2844         int nr_pages;
2845         struct page *page;
2846
2847         page = virt_to_page(addr);
2848
2849         nr_pages = 1;
2850         if (likely(!PageCompound(page)))
2851                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2852
2853         do {
2854                 page->slab_cache = cache;
2855                 page->slab_page = slab;
2856                 page++;
2857         } while (--nr_pages);
2858 }
2859
2860 /*
2861  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2862  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2863  */
2864 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2865                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2866 {
2867         struct slab *slabp;
2868         size_t offset;
2869         gfp_t local_flags;
2870         struct kmem_cache_node *l3;
2871
2872         /*
2873          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2874          * critical path in kmem_cache_alloc().
2875          */
2876         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2877         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2878
2879         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2880         check_irq_off();
2881         l3 = cachep->node[nodeid];
2882         spin_lock(&l3->list_lock);
2883
2884         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2885         offset = l3->colour_next;
2886         l3->colour_next++;
2887         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2888                 l3->colour_next = 0;
2889         spin_unlock(&l3->list_lock);
2890
2891         offset *= cachep->colour_off;
2892
2893         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2894                 local_irq_enable();
2895
2896         /*
2897          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2898          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2899          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2900          * will eventually be caught here (where it matters).
2901          */
2902         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2903
2904         /*
2905          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2906          * 'nodeid'.
2907          */
2908         if (!objp)
2909                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2910         if (!objp)
2911                 goto failed;
2912
2913         /* Get slab management. */
2914         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2915                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2916         if (!slabp)
2917                 goto opps1;
2918
2919         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2920
2921         cache_init_objs(cachep, slabp);
2922
2923         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2924                 local_irq_disable();
2925         check_irq_off();
2926         spin_lock(&l3->list_lock);
2927
2928         /* Make slab active. */
2929         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2930         STATS_INC_GROWN(cachep);
2931         l3->free_objects += cachep->num;
2932         spin_unlock(&l3->list_lock);
2933         return 1;
2934 opps1:
2935         kmem_freepages(cachep, objp);
2936 failed:
2937         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2938                 local_irq_disable();
2939         return 0;
2940 }
2941
2942 #if DEBUG
2943
2944 /*
2945  * Perform extra freeing checks:
2946  * - detect bad pointers.
2947  * - POISON/RED_ZONE checking
2948  */
2949 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2950 {
2951         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2952                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2953                        (unsigned long)objp);
2954                 BUG();
2955         }
2956 }
2957
2958 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2959 {
2960         unsigned long long redzone1, redzone2;
2961
2962         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2963         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2964
2965         /*
2966          * Redzone is ok.
2967          */
2968         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2969                 return;
2970
2971         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2972                 slab_error(cache, "double free detected");
2973         else
2974                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2975
2976         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2977                         obj, redzone1, redzone2);
2978 }
2979
2980 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2981                                    unsigned long caller)
2982 {
2983         struct page *page;
2984         unsigned int objnr;
2985         struct slab *slabp;
2986
2987         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2988
2989         objp -= obj_offset(cachep);
2990         kfree_debugcheck(objp);
2991         page = virt_to_head_page(objp);
2992
2993         slabp = page->slab_page;
2994
2995         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2996                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2997                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2998                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2999         }
3000         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3001                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3002
3003         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
3004
3005         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
3006         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
3007
3008 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3009         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
3010 #endif
3011         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3012 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3013                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
3014                         store_stackinfo(cachep, objp, caller);
3015                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3016                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
3017                 } else {
3018                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
3019                 }
3020 #else
3021                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
3022 #endif
3023         }
3024         return objp;
3025 }
3026
3027 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
3028 {
3029         kmem_bufctl_t i;
3030         int entries = 0;
3031
3032         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
3033         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
3034                 entries++;
3035                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
3036                         goto bad;
3037         }
3038         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
3039 bad:
3040                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
3041                         "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Tainted(%s). Hexdump:\n",
3042                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse,
3043                         print_tainted());
3044                 print_hex_dump(KERN_ERR, "", DUMP_PREFIX_OFFSET, 16, 1, slabp,
3045                         sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t),
3046                         1);
3047                 BUG();
3048         }
3049 }
3050 #else
3051 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
3052 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
3053 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
3054 #endif
3055
3056 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3057                                                         bool force_refill)
3058 {
3059         int batchcount;
3060         struct kmem_cache_node *l3;
3061         struct array_cache *ac;
3062         int node;
3063
3064         check_irq_off();
3065         node = numa_mem_id();
3066         if (unlikely(force_refill))
3067                 goto force_grow;
3068 retry:
3069         ac = cpu_cache_get(cachep);
3070         batchcount = ac->batchcount;
3071         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
3072                 /*
3073                  * If there was little recent activity on this cache, then
3074                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
3075                  * refill bouncing.
3076                  */
3077                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
3078         }
3079         l3 = cachep->node[node];
3080
3081         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
3082         spin_lock(&l3->list_lock);
3083
3084         /* See if we can refill from the shared array */
3085         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount)) {
3086                 l3->shared->touched = 1;
3087                 goto alloc_done;
3088         }
3089
3090         while (batchcount > 0) {
3091                 struct list_head *entry;
3092                 struct slab *slabp;
3093                 /* Get slab alloc is to come from. */
3094                 entry = l3->slabs_partial.next;
3095                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
3096                         l3->free_touched = 1;
3097                         entry = l3->slabs_free.next;
3098                         if (entry == &l3->slabs_free)
3099                                 goto must_grow;
3100                 }
3101
3102                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3103                 check_slabp(cachep, slabp);
3104                 check_spinlock_acquired(cachep);
3105
3106                 /*
3107                  * The slab was either on partial or free list so
3108                  * there must be at least one object available for
3109                  * allocation.
3110                  */
3111                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3112
3113                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3114                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3115                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3116                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3117
3118                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, slabp,
3119                                                                         node));
3120                 }
3121                 check_slabp(cachep, slabp);
3122
3123                 /* move slabp to correct slabp list: */
3124                 list_del(&slabp->list);
3125                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3126                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3127                 else
3128                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3129         }
3130
3131 must_grow:
3132         l3->free_objects -= ac->avail;
3133 alloc_done:
3134         spin_unlock(&l3->list_lock);
3135
3136         if (unlikely(!ac->avail)) {
3137                 int x;
3138 force_grow:
3139                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3140
3141                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3142                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3143                 node = numa_mem_id();
3144
3145                 /* no objects in sight? abort */
3146                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
3147                         return NULL;
3148
3149                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3150                         goto retry;
3151         }
3152         ac->touched = 1;
3153
3154         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
3155 }
3156
3157 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3158                                                 gfp_t flags)
3159 {
3160         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3161 #if DEBUG
3162         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3163 #endif
3164 }
3165
3166 #if DEBUG
3167 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3168                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
3169 {
3170         if (!objp)
3171                 return objp;
3172         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3173 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3174                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3175                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3176                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
3177                 else
3178                         check_poison_obj(cachep, objp);
3179 #else
3180                 check_poison_obj(cachep, objp);
3181 #endif
3182                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3183         }
3184         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3185                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3186
3187         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3188                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3189                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3190                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3191                                                 " object was overwritten");
3192                         printk(KERN_ERR
3193                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3194                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3195                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3196                 }
3197                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3198                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3199         }
3200 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3201         {
3202                 struct slab *slabp;
3203                 unsigned objnr;
3204
3205                 slabp = virt_to_head_page(objp)->slab_page;
3206                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->size;
3207                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3208         }
3209 #endif
3210         objp += obj_offset(cachep);
3211         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3212                 cachep->ctor(objp);
3213         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3214             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3215                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3216                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3217         }
3218         return objp;
3219 }
3220 #else
3221 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3222 #endif
3223
3224 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3225 {
3226         if (cachep == kmem_cache)
3227                 return false;
3228
3229         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
3230 }
3231
3232 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3233 {
3234         void *objp;
3235         struct array_cache *ac;
3236         bool force_refill = false;
3237
3238         check_irq_off();
3239
3240         ac = cpu_cache_get(cachep);
3241         if (likely(ac->avail)) {
3242                 ac->touched = 1;
3243                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
3244
3245                 /*
3246                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
3247                  * by the current flags
3248                  */
3249                 if (objp) {
3250                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3251                         goto out;
3252                 }
3253                 force_refill = true;
3254         }
3255
3256         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3257         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
3258         /*
3259          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3260          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3261          */
3262         ac = cpu_cache_get(cachep);
3263
3264 out:
3265         /*
3266          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3267          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3268          * treat the array pointers as a reference to the object.
3269          */
3270         if (objp)
3271                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3272         return objp;
3273 }
3274
3275 #ifdef CONFIG_NUMA
3276 /*
3277  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3278  *
3279  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3280  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3281  */
3282 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3283 {
3284         int nid_alloc, nid_here;
3285
3286         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3287                 return NULL;
3288         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3289         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3290                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3291         else if (current->mempolicy)
3292                 nid_alloc = slab_node();
3293         if (nid_alloc != nid_here)
3294                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3295         return NULL;
3296 }
3297
3298 /*
3299  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3300  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3301  * available node for available objects. If that fails then we
3302  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3303  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3304  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3305  */
3306 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3307 {
3308         struct zonelist *zonelist;
3309         gfp_t local_flags;
3310         struct zoneref *z;
3311         struct zone *zone;
3312         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3313         void *obj = NULL;
3314         int nid;
3315         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3316
3317         if (flags & __GFP_THISNODE)
3318                 return NULL;
3319
3320         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3321
3322 retry_cpuset:
3323         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
3324         zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
3325
3326 retry:
3327         /*
3328          * Look through allowed nodes for objects available
3329          * from existing per node queues.
3330          */
3331         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3332                 nid = zone_to_nid(zone);
3333
3334                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3335                         cache->node[nid] &&
3336                         cache->node[nid]->free_objects) {
3337                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3338                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3339                                 if (obj)
3340                                         break;
3341                 }
3342         }
3343
3344         if (!obj) {
3345                 /*
3346                  * This allocation will be performed within the constraints
3347                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3348                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3349                  * set and go into memory reserves if necessary.
3350                  */
3351                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3352                         local_irq_enable();
3353                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3354                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3355                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3356                         local_irq_disable();
3357                 if (obj) {
3358                         /*
3359                          * Insert into the appropriate per node queues
3360                          */
3361                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3362                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3363                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3364                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3365                                 if (!obj)
3366                                         /*
3367                                          * Another processor may allocate the
3368                                          * objects in the slab since we are
3369                                          * not holding any locks.
3370                                          */
3371                                         goto retry;
3372                         } else {
3373                                 /* cache_grow already freed obj */
3374                                 obj = NULL;
3375                         }
3376                 }
3377         }
3378
3379         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !obj))
3380                 goto retry_cpuset;
3381         return obj;
3382 }
3383
3384 /*
3385  * A interface to enable slab creation on nodeid
3386  */
3387 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3388                                 int nodeid)
3389 {
3390         struct list_head *entry;
3391         struct slab *slabp;
3392         struct kmem_cache_node *l3;
3393         void *obj;
3394         int x;
3395
3396         l3 = cachep->node[nodeid];
3397         BUG_ON(!l3);
3398
3399 retry:
3400         check_irq_off();
3401         spin_lock(&l3->list_lock);
3402         entry = l3->slabs_partial.next;
3403         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3404                 l3->free_touched = 1;
3405                 entry = l3->slabs_free.next;
3406                 if (entry == &l3->slabs_free)
3407                         goto must_grow;
3408         }
3409
3410         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3411         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3412         check_slabp(cachep, slabp);
3413
3414         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3415         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3416         STATS_SET_HIGH(cachep);
3417
3418         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3419
3420         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3421         check_slabp(cachep, slabp);
3422         l3->free_objects--;
3423         /* move slabp to correct slabp list: */
3424         list_del(&slabp->list);
3425
3426         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3427                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3428         else
3429                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3430
3431         spin_unlock(&l3->list_lock);
3432         goto done;
3433
3434 must_grow:
3435         spin_unlock(&l3->list_lock);
3436         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3437         if (x)
3438                 goto retry;
3439
3440         return fallback_alloc(cachep, flags);
3441
3442 done:
3443         return obj;
3444 }
3445
3446 /**
3447  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3448  * @cachep: The cache to allocate from.
3449  * @flags: See kmalloc().
3450  * @nodeid: node number of the target node.
3451  * @caller: return address of caller, used for debug information
3452  *
3453  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3454  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3455  *
3456  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3457  */
3458 static __always_inline void *
3459 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3460                    unsigned long caller)
3461 {
3462         unsigned long save_flags;
3463         void *ptr;
3464         int slab_node = numa_mem_id();
3465
3466         flags &= gfp_allowed_mask;
3467
3468         lockdep_trace_alloc(flags);
3469
3470         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3471                 return NULL;
3472
3473         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3474
3475         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3476         local_irq_save(save_flags);
3477
3478         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3479                 nodeid = slab_node;
3480
3481         if (unlikely(!cachep->node[nodeid])) {
3482                 /* Node not bootstrapped yet */
3483                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3484                 goto out;
3485         }
3486
3487         if (nodeid == slab_node) {
3488                 /*
3489                  * Use the locally cached objects if possible.
3490                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3491                  * to other nodes. It may fail while we still have
3492                  * objects on other nodes available.
3493                  */
3494                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3495                 if (ptr)
3496                         goto out;
3497         }
3498         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3499         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3500   out:
3501         local_irq_restore(save_flags);
3502         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3503         kmemleak_alloc_recursive(ptr, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3504                                  flags);
3505
3506         if (likely(ptr))
3507                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, cachep->object_size);
3508
3509         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3510                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3511
3512         return ptr;
3513 }
3514
3515 static __always_inline void *
3516 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3517 {
3518         void *objp;
3519
3520         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3521                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3522                 if (objp)
3523                         goto out;
3524         }
3525         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3526
3527         /*
3528          * We may just have run out of memory on the local node.
3529          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3530          */
3531         if (!objp)
3532                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3533
3534   out:
3535         return objp;
3536 }
3537 #else
3538
3539 static __always_inline void *
3540 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3541 {
3542         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3543 }
3544
3545 #endif /* CONFIG_NUMA */
3546
3547 static __always_inline void *
3548 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3549 {
3550         unsigned long save_flags;
3551         void *objp;
3552
3553         flags &= gfp_allowed_mask;
3554
3555         lockdep_trace_alloc(flags);
3556
3557         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3558                 return NULL;
3559
3560         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3561
3562         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3563         local_irq_save(save_flags);
3564         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3565         local_irq_restore(save_flags);
3566         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3567         kmemleak_alloc_recursive(objp, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3568                                  flags);
3569         prefetchw(objp);
3570
3571         if (likely(objp))
3572                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, cachep->object_size);
3573
3574         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3575                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3576
3577         return objp;
3578 }
3579
3580 /*
3581  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3582  */
3583 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3584                        int node)
3585 {
3586         int i;
3587         struct kmem_cache_node *l3;
3588
3589         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3590                 void *objp;
3591                 struct slab *slabp;
3592
3593                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3594                 objp = objpp[i];
3595
3596                 slabp = virt_to_slab(objp);
3597                 l3 = cachep->node[node];
3598                 list_del(&slabp->list);
3599                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3600                 check_slabp(cachep, slabp);
3601                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3602                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3603                 l3->free_objects++;
3604                 check_slabp(cachep, slabp);
3605
3606                 /* fixup slab chains */
3607                 if (slabp->inuse == 0) {
3608                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3609                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3610                                 /* No need to drop any previously held
3611                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3612                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3613                                  * a different cache, refer to comments before
3614                                  * alloc_slabmgmt.
3615                                  */
3616                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3617                         } else {
3618                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3619                         }
3620                 } else {
3621                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3622                          * partial list on free - maximum time for the
3623                          * other objects to be freed, too.
3624                          */
3625                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3626                 }
3627         }
3628 }
3629
3630 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3631 {
3632         int batchcount;
3633         struct kmem_cache_node *l3;
3634         int node = numa_mem_id();
3635
3636         batchcount = ac->batchcount;
3637 #if DEBUG
3638         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3639 #endif
3640         check_irq_off();
3641         l3 = cachep->node[node];
3642         spin_lock(&l3->list_lock);
3643         if (l3->shared) {
3644                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3645                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3646                 if (max) {
3647                         if (batchcount > max)
3648                                 batchcount = max;
3649                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3650                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3651                         shared_array->avail += batchcount;
3652                         goto free_done;
3653                 }
3654         }
3655
3656         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3657 free_done:
3658 #if STATS
3659         {
3660                 int i = 0;
3661                 struct list_head *p;
3662
3663                 p = l3->slabs_free.next;
3664                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3665                         struct slab *slabp;
3666
3667                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3668                         BUG_ON(slabp->inuse);
3669
3670                         i++;
3671                         p = p->next;
3672                 }
3673                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3674         }
3675 #endif
3676         spin_unlock(&l3->list_lock);
3677         ac->avail -= batchcount;
3678         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3679 }
3680
3681 /*
3682  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3683  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3684  */
3685 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3686                                 unsigned long caller)
3687 {
3688         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3689
3690         check_irq_off();
3691         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3692         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3693
3694         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3695
3696         /*
3697          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3698          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3699          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3700          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3701          * the cache.
3702          */
3703         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3704                 return;
3705
3706         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3707                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3708         } else {
3709                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3710                 cache_flusharray(cachep, ac);
3711         }
3712
3713         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3714 }
3715
3716 /**
3717  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3718  * @cachep: The cache to allocate from.
3719  * @flags: See kmalloc().
3720  *
3721  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3722  * if the cache has no available objects.
3723  */
3724 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3725 {
3726         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3727
3728         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3729                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3730
3731         return ret;
3732 }
3733 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3734
3735 #ifdef CONFIG_TRACING
3736 void *
3737 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3738 {
3739         void *ret;
3740
3741         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3742
3743         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3744                       size, cachep->size, flags);
3745         return ret;
3746 }
3747 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3748 #endif
3749
3750 #ifdef CONFIG_NUMA
3751 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3752 {
3753         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3754
3755         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3756                                     cachep->object_size, cachep->size,
3757                                     flags, nodeid);
3758
3759         return ret;
3760 }
3761 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3762
3763 #ifdef CONFIG_TRACING
3764 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3765                                   gfp_t flags,
3766                                   int nodeid,
3767                                   size_t size)
3768 {
3769         void *ret;
3770
3771         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3772
3773         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3774                            size, cachep->size,
3775                            flags, nodeid);
3776         return ret;
3777 }
3778 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3779 #endif
3780
3781 static __always_inline void *
3782 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3783 {
3784         struct kmem_cache *cachep;
3785
3786         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3787         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3788                 return cachep;
3789         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3790 }
3791
3792 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3793 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3794 {
3795         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3796 }
3797 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3798
3799 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3800                 int node, unsigned long caller)
3801 {
3802         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3803 }
3804 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3805 #else
3806 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3807 {
3808         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, 0);
3809 }
3810 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3811 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3812 #endif /* CONFIG_NUMA */
3813
3814 /**
3815  * __do_kmalloc - allocate memory
3816  * @size: how many bytes of memory are required.
3817  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3818  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3819  */
3820 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3821                                           unsigned long caller)
3822 {
3823         struct kmem_cache *cachep;
3824         void *ret;
3825
3826         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3827          * __ with kmem_.
3828          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3829          * functions.
3830          */
3831         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3832         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3833                 return cachep;
3834         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3835
3836         trace_kmalloc(caller, ret,
3837                       size, cachep->size, flags);
3838
3839         return ret;
3840 }
3841
3842
3843 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3844 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3845 {
3846         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3847 }
3848 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3849
3850 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3851 {
3852         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3853 }
3854 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3855
3856 #else
3857 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3858 {
3859         return __do_kmalloc(size, flags, 0);
3860 }
3861 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3862 #endif
3863
3864 /**
3865  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3866  * @cachep: The cache the allocation was from.
3867  * @objp: The previously allocated object.
3868  *
3869  * Free an object which was previously allocated from this
3870  * cache.
3871  */
3872 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3873 {
3874         unsigned long flags;
3875         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3876         if (!cachep)
3877                 return;
3878
3879         local_irq_save(flags);
3880         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3881         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3882                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3883         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3884         local_irq_restore(flags);
3885
3886         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3887 }
3888 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3889
3890 /**
3891  * kfree - free previously allocated memory
3892  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3893  *
3894  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3895  *
3896  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3897  * or you will run into trouble.
3898  */
3899 void kfree(const void *objp)
3900 {
3901         struct kmem_cache *c;
3902         unsigned long flags;
3903
3904         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3905
3906         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3907                 return;
3908         local_irq_save(flags);
3909         kfree_debugcheck(objp);
3910         c = virt_to_cache(objp);
3911         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3912
3913         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3914         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3915         local_irq_restore(flags);
3916 }
3917 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3918
3919 /*
3920  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
3921  */
3922 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3923 {
3924         int node;
3925         struct kmem_cache_node *l3;
3926         struct array_cache *new_shared;
3927         struct array_cache **new_alien = NULL;
3928
3929         for_each_online_node(node) {
3930
3931                 if (use_alien_caches) {
3932                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3933                         if (!new_alien)
3934                                 goto fail;
3935                 }
3936
3937                 new_shared = NULL;
3938                 if (cachep->shared) {
3939                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3940                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3941                                         0xbaadf00d, gfp);
3942                         if (!new_shared) {
3943                                 free_alien_cache(new_alien);
3944                                 goto fail;
3945                         }
3946                 }
3947
3948                 l3 = cachep->node[node];
3949                 if (l3) {
3950                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3951
3952                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3953
3954                         if (shared)
3955                                 free_block(cachep, shared->entry,
3956                                                 shared->avail, node);
3957
3958                         l3->shared = new_shared;
3959                         if (!l3->alien) {
3960                                 l3->alien = new_alien;
3961                                 new_alien = NULL;
3962                         }
3963                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3964                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3965                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3966                         kfree(shared);
3967                         free_alien_cache(new_alien);
3968                         continue;
3969                 }
3970                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3971                 if (!l3) {
3972                         free_alien_cache(new_alien);
3973                         kfree(new_shared);
3974                         goto fail;
3975                 }
3976
3977                 kmem_list3_init(l3);
3978                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3979                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3980                 l3->shared = new_shared;
3981                 l3->alien = new_alien;
3982                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3983                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3984                 cachep->node[node] = l3;
3985         }
3986         return 0;
3987
3988 fail:
3989         if (!cachep->list.next) {
3990                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3991                 node--;
3992                 while (node >= 0) {
3993                         if (cachep->node[node]) {
3994                                 l3 = cachep->node[node];
3995
3996                                 kfree(l3->shared);
3997                                 free_alien_cache(l3->alien);
3998                                 kfree(l3);
3999                                 cachep->node[node] = NULL;
4000                         }
4001                         node--;
4002                 }
4003         }
4004         return -ENOMEM;
4005 }
4006
4007 struct ccupdate_struct {
4008         struct kmem_cache *cachep;
4009         struct array_cache *new[0];
4010 };
4011
4012 static void do_ccupdate_local(void *info)
4013 {
4014         struct ccupdate_struct *new = info;
4015         struct array_cache *old;
4016
4017         check_irq_off();
4018         old = cpu_cache_get(new->cachep);
4019
4020         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
4021         new->new[smp_processor_id()] = old;
4022 }
4023
4024 /* Always called with the slab_mutex held */
4025 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
4026                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
4027 {
4028         struct ccupdate_struct *new;
4029         int i;
4030
4031         new = kzalloc(sizeof(*new) + nr_cpu_ids * sizeof(struct array_cache *),
4032                       gfp);
4033         if (!new)
4034                 return -ENOMEM;
4035
4036         for_each_online_cpu(i) {
4037                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
4038                                                 batchcount, gfp);
4039                 if (!new->new[i]) {
4040                         for (i--; i >= 0; i--)
4041                                 kfree(new->new[i]);
4042                         kfree(new);
4043                         return -ENOMEM;
4044                 }
4045         }
4046         new->cachep = cachep;
4047
4048         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
4049
4050         check_irq_on();
4051         cachep->batchcount = batchcount;
4052         cachep->limit = limit;
4053         cachep->shared = shared;
4054
4055         for_each_online_cpu(i) {
4056                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
4057                 if (!ccold)
4058                         continue;
4059                 spin_lock_irq(&cachep->node[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
4060                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_mem(i));
4061                 spin_unlock_irq(&cachep->node[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
4062                 kfree(ccold);
4063         }
4064         kfree(new);
4065         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
4066 }
4067
4068 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
4069                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
4070 {
4071         int ret;
4072         struct kmem_cache *c = NULL;
4073         int i = 0;
4074
4075         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
4076
4077         if (slab_state < FULL)
4078                 return ret;
4079
4080         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
4081                 return ret;
4082
4083         VM_BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
4084         for_each_memcg_cache_index(i) {
4085                 c = cache_from_memcg(cachep, i);
4086                 if (c)
4087                         /* return value determined by the parent cache only */
4088                         __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
4089         }
4090
4091         return ret;
4092 }
4093
4094 /* Called with slab_mutex held always */
4095 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
4096 {
4097         int err;
4098         int limit = 0;
4099         int shared = 0;
4100         int batchcount = 0;
4101
4102         if (!is_root_cache(cachep)) {
4103                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
4104                 limit = root->limit;
4105                 shared = root->shared;
4106                 batchcount = root->batchcount;
4107         }
4108
4109         if (limit && shared && batchcount)
4110                 goto skip_setup;
4111         /*
4112          * The head array serves three purposes:
4113          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
4114          * - reduce the number of spinlock operations.
4115          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4116          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4117          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4118          * Bonwick.
4119          */
4120         if (cachep->size > 131072)
4121                 limit = 1;
4122         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
4123                 limit = 8;
4124         else if (cachep->size > 1024)
4125                 limit = 24;
4126         else if (cachep->size > 256)
4127                 limit = 54;
4128         else
4129                 limit = 120;
4130
4131         /*
4132          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4133          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4134          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4135          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4136          * replaces Bonwick's magazine layer.
4137          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4138          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4139          */
4140         shared = 0;
4141         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4142                 shared = 8;
4143
4144 #if DEBUG
4145         /*
4146          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4147          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4148          */
4149         if (limit > 32)
4150                 limit = 32;
4151 #endif
4152         batchcount = (limit + 1) / 2;
4153 skip_setup:
4154         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
4155         if (err)
4156                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4157                        cachep->name, -err);
4158         return err;
4159 }
4160
4161 /*
4162  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4163  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4164  * if drain_array() is used on the shared array.
4165  */
4166 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *l3,
4167                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4168 {
4169         int tofree;
4170
4171         if (!ac || !ac->avail)
4172                 return;
4173         if (ac->touched && !force) {
4174                 ac->touched = 0;
4175         } else {
4176                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4177                 if (ac->avail) {
4178                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4179                         if (tofree > ac->avail)
4180                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4181                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4182                         ac->avail -= tofree;
4183                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4184                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4185                 }
4186                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4187         }
4188 }
4189
4190 /**
4191  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4192  * @w: work descriptor
4193  *
4194  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4195  * Purpose:
4196  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4197  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4198  *
4199  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4200  * again on the next iteration.
4201  */
4202 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4203 {
4204         struct kmem_cache *searchp;
4205         struct kmem_cache_node *l3;
4206         int node = numa_mem_id();
4207         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4208
4209         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
4210                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4211                 goto out;
4212
4213         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
4214                 check_irq_on();
4215
4216                 /*
4217                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4218                  * have established with reasonable certainty that
4219                  * we can do some work if the lock was obtained.
4220                  */
4221                 l3 = searchp->node[node];
4222
4223                 reap_alien(searchp, l3);
4224
4225                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4226
4227                 /*
4228                  * These are racy checks but it does not matter
4229                  * if we skip one check or scan twice.
4230                  */
4231                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4232                         goto next;
4233
4234                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4235
4236                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4237
4238                 if (l3->free_touched)
4239                         l3->free_touched = 0;
4240                 else {
4241                         int freed;
4242
4243                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4244                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4245                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4246                 }
4247 next:
4248                 cond_resched();
4249         }
4250         check_irq_on();
4251         mutex_unlock(&slab_mutex);
4252         next_reap_node();
4253 out:
4254         /* Set up the next iteration */
4255         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4256 }
4257
4258 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4259 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4260 {
4261         struct slab *slabp;
4262         unsigned long active_objs;
4263         unsigned long num_objs;
4264         unsigned long active_slabs = 0;
4265         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4266         const char *name;
4267         char *error = NULL;
4268         int node;
4269         struct kmem_cache_node *l3;
4270
4271         active_objs = 0;
4272         num_slabs = 0;
4273         for_each_online_node(node) {
4274                 l3 = cachep->node[node];
4275                 if (!l3)
4276                         continue;
4277
4278                 check_irq_on();
4279                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4280
4281                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4282                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4283                                 error = "slabs_full accounting error";
4284                         active_objs += cachep->num;
4285                         active_slabs++;
4286                 }
4287                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4288                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4289                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4290                         if (!slabp->inuse && !error)
4291                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4292                         active_objs += slabp->inuse;
4293                         active_slabs++;
4294                 }
4295                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4296                         if (slabp->inuse && !error)
4297                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4298                         num_slabs++;
4299                 }
4300                 free_objects += l3->free_objects;
4301                 if (l3->shared)
4302                         shared_avail += l3->shared->avail;
4303
4304                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4305         }
4306         num_slabs += active_slabs;
4307         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4308         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4309                 error = "free_objects accounting error";
4310
4311         name = cachep->name;
4312         if (error)
4313                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4314
4315         sinfo->active_objs = active_objs;
4316         sinfo->num_objs = num_objs;
4317         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4318         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4319         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4320         sinfo->limit = cachep->limit;
4321         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4322         sinfo->shared = cachep->shared;
4323         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4324         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4325 }
4326
4327 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4328 {
4329 #if STATS
4330         {                       /* list3 stats */
4331                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4332                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4333                 unsigned long grown = cachep->grown;
4334                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4335                 unsigned long errors = cachep->errors;
4336                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4337                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4338                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4339                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4340
4341                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4342                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4343                            allocs, high, grown,
4344                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4345                            node_frees, overflows);
4346         }
4347         /* cpu stats */
4348         {
4349                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4350                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4351                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4352                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4353
4354                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4355                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4356         }
4357 #endif
4358 }
4359
4360 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4361 /**
4362  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4363  * @file: unused
4364  * @buffer: user buffer
4365  * @count: data length
4366  * @ppos: unused
4367  */
4368 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4369                        size_t count, loff_t *ppos)
4370 {
4371         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4372         int limit, batchcount, shared, res;
4373         struct kmem_cache *cachep;
4374
4375         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4376                 return -EINVAL;
4377         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4378                 return -EFAULT;
4379         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4380
4381         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4382         if (!tmp)
4383                 return -EINVAL;
4384         *tmp = '\0';
4385         tmp++;
4386         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4387                 return -EINVAL;
4388
4389         /* Find the cache in the chain of caches. */
4390         mutex_lock(&slab_mutex);
4391         res = -EINVAL;
4392         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4393                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4394                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4395                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4396                                 res = 0;
4397                         } else {
4398                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4399                                                        batchcount, shared,
4400                                                        GFP_KERNEL);
4401                         }
4402                         break;
4403                 }
4404         }
4405         mutex_unlock(&slab_mutex);
4406         if (res >= 0)
4407                 res = count;
4408         return res;
4409 }
4410
4411 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4412
4413 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4414 {
4415         mutex_lock(&slab_mutex);
4416         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4417 }
4418
4419 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4420 {
4421         unsigned long *p;
4422         int l;
4423         if (!v)
4424                 return 1;
4425         l = n[1];
4426         p = n + 2;
4427         while (l) {
4428                 int i = l/2;
4429                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4430                 if (*q == v) {
4431                         q[1]++;
4432                         return 1;
4433                 }
4434                 if (*q > v) {
4435                         l = i;
4436                 } else {
4437                         p = q + 2;
4438                         l -= i + 1;
4439                 }
4440         }
4441         if (++n[1] == n[0])
4442                 return 0;
4443         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4444         p[0] = v;
4445         p[1] = 1;
4446         return 1;
4447 }
4448
4449 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4450 {
4451         void *p;
4452         int i;
4453         if (n[0] == n[1])
4454                 return;
4455         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4456                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4457                         continue;
4458                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4459                         return;
4460         }
4461 }
4462
4463 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4464 {
4465 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4466         unsigned long offset, size;
4467         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4468
4469         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4470                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4471                 if (modname[0])
4472                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4473                 return;
4474         }
4475 #endif
4476         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4477 }
4478
4479 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4480 {
4481         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4482         struct slab *slabp;
4483         struct kmem_cache_node *l3;
4484         const char *name;
4485         unsigned long *n = m->private;
4486         int node;
4487         int i;
4488
4489         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4490                 return 0;
4491         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4492                 return 0;
4493
4494         /* OK, we can do it */
4495
4496         n[1] = 0;
4497
4498         for_each_online_node(node) {
4499                 l3 = cachep->node[node];
4500                 if (!l3)
4501                         continue;
4502
4503                 check_irq_on();
4504                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4505
4506                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4507                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4508                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4509                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4510                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4511         }
4512         name = cachep->name;
4513         if (n[0] == n[1]) {
4514                 /* Increase the buffer size */
4515                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4516                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4517                 if (!m->private) {
4518                         /* Too bad, we are really out */
4519                         m->private = n;
4520                         mutex_lock(&slab_mutex);
4521                         return -ENOMEM;
4522                 }
4523                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4524                 kfree(n);
4525                 mutex_lock(&slab_mutex);
4526                 /* Now make sure this entry will be retried */
4527                 m->count = m->size;
4528                 return 0;
4529         }
4530         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4531                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4532                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4533                 seq_putc(m, '\n');
4534         }
4535
4536         return 0;
4537 }
4538
4539 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4540 {
4541         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4542 }
4543
4544 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4545 {
4546         mutex_unlock(&slab_mutex);
4547 }
4548
4549 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4550         .start = leaks_start,
4551         .next = s_next,
4552         .stop = s_stop,
4553         .show = leaks_show,
4554 };
4555
4556 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4557 {
4558         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4559         int ret = -ENOMEM;
4560         if (n) {
4561                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4562                 if (!ret) {
4563                         struct seq_file *m = file->private_data;
4564                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4565                         m->private = n;
4566                         n = NULL;
4567                 }
4568                 kfree(n);
4569         }
4570         return ret;
4571 }
4572
4573 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4574         .open           = slabstats_open,
4575         .read           = seq_read,
4576         .llseek         = seq_lseek,
4577         .release        = seq_release_private,
4578 };
4579 #endif
4580
4581 static int __init slab_proc_init(void)
4582 {
4583 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4584         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4585 #endif
4586         return 0;
4587 }
4588 module_init(slab_proc_init);
4589 #endif
4590
4591 /**
4592  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4593  * @objp: Pointer to the object
4594  *
4595  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4596  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4597  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4598  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4599  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4600  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4601  * must not be freed during the duration of the call.
4602  */
4603 size_t ksize(const void *objp)
4604 {
4605         BUG_ON(!objp);
4606         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4607                 return 0;
4608
4609         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4610 }
4611 EXPORT_SYMBOL(ksize);