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