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