slab: use struct page for slab management
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'slab_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/uaccess.h>
108 #include        <linux/nodemask.h>
109 #include        <linux/kmemleak.h>
110 #include        <linux/mempolicy.h>
111 #include        <linux/mutex.h>
112 #include        <linux/fault-inject.h>
113 #include        <linux/rtmutex.h>
114 #include        <linux/reciprocal_div.h>
115 #include        <linux/debugobjects.h>
116 #include        <linux/kmemcheck.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118 #include        <linux/prefetch.h>
119
120 #include        <net/sock.h>
121
122 #include        <asm/cacheflush.h>
123 #include        <asm/tlbflush.h>
124 #include        <asm/page.h>
125
126 #include <trace/events/kmem.h>
127
128 #include        "internal.h"
129
130 #include        "slab.h"
131
132 /*
133  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
134  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
135  *
136  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
137  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
138  *
139  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
140  */
141
142 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
143 #define DEBUG           1
144 #define STATS           1
145 #define FORCED_DEBUG    1
146 #else
147 #define DEBUG           0
148 #define STATS           0
149 #define FORCED_DEBUG    0
150 #endif
151
152 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
153 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
154 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
155
156 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
157 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
158 #endif
159
160 /*
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  * struct array_cache
168  *
169  * Purpose:
170  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
171  * - reduce the number of linked list operations
172  * - reduce spinlock operations
173  *
174  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
175  * footprint.
176  *
177  */
178 struct array_cache {
179         unsigned int avail;
180         unsigned int limit;
181         unsigned int batchcount;
182         unsigned int touched;
183         spinlock_t lock;
184         void *entry[];  /*
185                          * Must have this definition in here for the proper
186                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
187                          * the entries.
188                          *
189                          * Entries should not be directly dereferenced as
190                          * entries belonging to slabs marked pfmemalloc will
191                          * have the lower bits set SLAB_OBJ_PFMEMALLOC
192                          */
193 };
194
195 #define SLAB_OBJ_PFMEMALLOC     1
196 static inline bool is_obj_pfmemalloc(void *objp)
197 {
198         return (unsigned long)objp & SLAB_OBJ_PFMEMALLOC;
199 }
200
201 static inline void set_obj_pfmemalloc(void **objp)
202 {
203         *objp = (void *)((unsigned long)*objp | SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
204         return;
205 }
206
207 static inline void clear_obj_pfmemalloc(void **objp)
208 {
209         *objp = (void *)((unsigned long)*objp & ~SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
210 }
211
212 /*
213  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
214  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
215  */
216 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
217 struct arraycache_init {
218         struct array_cache cache;
219         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
220 };
221
222 /*
223  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
224  */
225 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
226 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
227 #define CACHE_CACHE 0
228 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
229 #define SIZE_NODE (2 * MAX_NUMNODES)
230
231 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
232                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
233 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
234                         int node);
235 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
236 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
237
238 static int slab_early_init = 1;
239
240 #define INDEX_AC kmalloc_index(sizeof(struct arraycache_init))
241 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
242
243 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
244 {
245         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
246         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
247         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
248         parent->shared = NULL;
249         parent->alien = NULL;
250         parent->colour_next = 0;
251         spin_lock_init(&parent->list_lock);
252         parent->free_objects = 0;
253         parent->free_touched = 0;
254 }
255
256 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
257         do {                                                            \
258                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
259                 list_splice(&(cachep->node[nodeid]->slab), listp);      \
260         } while (0)
261
262 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
263         do {                                                            \
264         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
265         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
266         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
267         } while (0)
268
269 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
270 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
271
272 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
273 /*
274  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
275  * cpucache drain/refill cycles.
276  *
277  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
278  * which could lock up otherwise freeable slabs.
279  */
280 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
281 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
282
283 #if STATS
284 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
285 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
286 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
287 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
288 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
289 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
290         do {                                                            \
291                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
292                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
293         } while (0)
294 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
295 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
296 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
297 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
298 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
299         do {                                                            \
300                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
301                         (x)->max_freeable = i;                          \
302         } while (0)
303 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
304 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
305 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
306 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
307 #else
308 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
309 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
310 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
311 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
312 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
313 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
314 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
315 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
316 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
317 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
318 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
319 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
320 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
321 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
322 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
323 #endif
324
325 #if DEBUG
326
327 /*
328  * memory layout of objects:
329  * 0            : objp
330  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
331  *              the end of an object is aligned with the end of the real
332  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
333  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
334  *              redzone word.
335  * cachep->obj_offset: The real object.
336  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
337  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
338  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
339  */
340 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
341 {
342         return cachep->obj_offset;
343 }
344
345 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
346 {
347         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
348         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
349                                       sizeof(unsigned long long));
350 }
351
352 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
353 {
354         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
355         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
356                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
357                                               sizeof(unsigned long long) -
358                                               REDZONE_ALIGN);
359         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
360                                        sizeof(unsigned long long));
361 }
362
363 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
364 {
365         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
366         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
367 }
368
369 #else
370
371 #define obj_offset(x)                   0
372 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
373 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
374 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
375
376 #endif
377
378 /*
379  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
380  * overridden on the command line.
381  */
382 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
383 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
384 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
385 static bool slab_max_order_set __initdata;
386
387 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
388 {
389         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
390         return page->slab_cache;
391 }
392
393 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
394                                  unsigned int idx)
395 {
396         return page->s_mem + cache->size * idx;
397 }
398
399 /*
400  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
401  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
402  *   we can replace (offset / cache->size) by
403  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
404  */
405 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
406                                         const struct page *page, void *obj)
407 {
408         u32 offset = (obj - page->s_mem);
409         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
410 }
411
412 static struct arraycache_init initarray_generic =
413     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
414
415 /* internal cache of cache description objs */
416 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
417         .batchcount = 1,
418         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
419         .shared = 1,
420         .size = sizeof(struct kmem_cache),
421         .name = "kmem_cache",
422 };
423
424 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
425
426 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
427
428 /*
429  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
430  * for other slabs "off slab".
431  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
432  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
433  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
434  *
435  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
436  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
437  * then comes back up during hotplug
438  */
439 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
440 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
441
442 static struct lock_class_key debugobj_l3_key;
443 static struct lock_class_key debugobj_alc_key;
444
445 static void slab_set_lock_classes(struct kmem_cache *cachep,
446                 struct lock_class_key *l3_key, struct lock_class_key *alc_key,
447                 int q)
448 {
449         struct array_cache **alc;
450         struct kmem_cache_node *n;
451         int r;
452
453         n = cachep->node[q];
454         if (!n)
455                 return;
456
457         lockdep_set_class(&n->list_lock, l3_key);
458         alc = n->alien;
459         /*
460          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
461          * should go away when common slab code is taught to
462          * work even without alien caches.
463          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
464          * for alloc_alien_cache,
465          */
466         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
467                 return;
468         for_each_node(r) {
469                 if (alc[r])
470                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock, alc_key);
471         }
472 }
473
474 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
475 {
476         slab_set_lock_classes(cachep, &debugobj_l3_key, &debugobj_alc_key, node);
477 }
478
479 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
480 {
481         int node;
482
483         for_each_online_node(node)
484                 slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
485 }
486
487 static void init_node_lock_keys(int q)
488 {
489         int i;
490
491         if (slab_state < UP)
492                 return;
493
494         for (i = 1; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++) {
495                 struct kmem_cache_node *n;
496                 struct kmem_cache *cache = kmalloc_caches[i];
497
498                 if (!cache)
499                         continue;
500
501                 n = cache->node[q];
502                 if (!n || OFF_SLAB(cache))
503                         continue;
504
505                 slab_set_lock_classes(cache, &on_slab_l3_key,
506                                 &on_slab_alc_key, q);
507         }
508 }
509
510 static void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int q)
511 {
512         if (!cachep->node[q])
513                 return;
514
515         slab_set_lock_classes(cachep, &on_slab_l3_key,
516                         &on_slab_alc_key, q);
517 }
518
519 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
520 {
521         int node;
522
523         VM_BUG_ON(OFF_SLAB(cachep));
524         for_each_node(node)
525                 on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
526 }
527
528 static inline void init_lock_keys(void)
529 {
530         int node;
531
532         for_each_node(node)
533                 init_node_lock_keys(node);
534 }
535 #else
536 static void init_node_lock_keys(int q)
537 {
538 }
539
540 static inline void init_lock_keys(void)
541 {
542 }
543
544 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
545 {
546 }
547
548 static inline void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
549 {
550 }
551
552 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
553 {
554 }
555
556 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
557 {
558 }
559 #endif
560
561 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
562
563 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
564 {
565         return cachep->array[smp_processor_id()];
566 }
567
568 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
569 {
570         return ALIGN(nr_objs * sizeof(unsigned int), align);
571 }
572
573 /*
574  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
575  */
576 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
577                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
578                            unsigned int *num)
579 {
580         int nr_objs;
581         size_t mgmt_size;
582         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
583
584         /*
585          * The slab management structure can be either off the slab or
586          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
587          * slab is used for:
588          *
589          * - One unsigned int for each object
590          * - Padding to respect alignment of @align
591          * - @buffer_size bytes for each object
592          *
593          * If the slab management structure is off the slab, then the
594          * alignment will already be calculated into the size. Because
595          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
596          * correct alignment when allocated.
597          */
598         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
599                 mgmt_size = 0;
600                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
601
602         } else {
603                 /*
604                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
605                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
606                  * least @align. In the worst case, this result will
607                  * be one greater than the number of objects that fit
608                  * into the memory allocation when taking the padding
609                  * into account.
610                  */
611                 nr_objs = (slab_size) / (buffer_size + sizeof(unsigned int));
612
613                 /*
614                  * This calculated number will be either the right
615                  * amount, or one greater than what we want.
616                  */
617                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
618                        > slab_size)
619                         nr_objs--;
620
621                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
622         }
623         *num = nr_objs;
624         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
625 }
626
627 #if DEBUG
628 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
629
630 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
631                         char *msg)
632 {
633         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
634                function, cachep->name, msg);
635         dump_stack();
636         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
637 }
638 #endif
639
640 /*
641  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
642  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
643  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
644  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
645  * line
646   */
647
648 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
649 static int __init noaliencache_setup(char *s)
650 {
651         use_alien_caches = 0;
652         return 1;
653 }
654 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
655
656 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
657 {
658         get_option(&str, &slab_max_order);
659         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
660                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
661         slab_max_order_set = true;
662
663         return 1;
664 }
665 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
666
667 #ifdef CONFIG_NUMA
668 /*
669  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
670  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
671  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
672  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
673  */
674 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
675
676 static void init_reap_node(int cpu)
677 {
678         int node;
679
680         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
681         if (node == MAX_NUMNODES)
682                 node = first_node(node_online_map);
683
684         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
685 }
686
687 static void next_reap_node(void)
688 {
689         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
690
691         node = next_node(node, node_online_map);
692         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
693                 node = first_node(node_online_map);
694         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
695 }
696
697 #else
698 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
699 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
700 #endif
701
702 /*
703  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
704  * via the workqueue/eventd.
705  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
706  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
707  * lock.
708  */
709 static void start_cpu_timer(int cpu)
710 {
711         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
712
713         /*
714          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
715          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
716          * at that time.
717          */
718         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
719                 init_reap_node(cpu);
720                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
721                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
722                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
723         }
724 }
725
726 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
727                                             int batchcount, gfp_t gfp)
728 {
729         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
730         struct array_cache *nc = NULL;
731
732         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
733         /*
734          * The array_cache structures contain pointers to free object.
735          * However, when such objects are allocated or transferred to another
736          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
737          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
738          * not scan such objects.
739          */
740         kmemleak_no_scan(nc);
741         if (nc) {
742                 nc->avail = 0;
743                 nc->limit = entries;
744                 nc->batchcount = batchcount;
745                 nc->touched = 0;
746                 spin_lock_init(&nc->lock);
747         }
748         return nc;
749 }
750
751 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct page *page)
752 {
753         struct page *mem_page = virt_to_page(page->s_mem);
754
755         return PageSlabPfmemalloc(mem_page);
756 }
757
758 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
759 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
760                                                 struct array_cache *ac)
761 {
762         struct kmem_cache_node *n = cachep->node[numa_mem_id()];
763         struct page *page;
764         unsigned long flags;
765
766         if (!pfmemalloc_active)
767                 return;
768
769         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
770         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
771                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
772                         goto out;
773
774         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
775                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
776                         goto out;
777
778         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
779                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
780                         goto out;
781
782         pfmemalloc_active = false;
783 out:
784         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
785 }
786
787 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
788                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
789 {
790         int i;
791         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
792
793         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
794         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
795                 struct kmem_cache_node *n;
796
797                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
798                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
799                         return objp;
800                 }
801
802                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
803                 for (i = 0; i < ac->avail; i++) {
804                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
805                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
806                                 objp = ac->entry[i];
807                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
808                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
809                                 return objp;
810                         }
811                 }
812
813                 /*
814                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
815                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
816                  */
817                 n = cachep->node[numa_mem_id()];
818                 if (!list_empty(&n->slabs_free) && force_refill) {
819                         struct page *page = virt_to_head_page(objp);
820                         ClearPageSlabPfmemalloc(virt_to_head_page(page->s_mem));
821                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
822                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
823                         return objp;
824                 }
825
826                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
827                 ac->avail++;
828                 objp = NULL;
829         }
830
831         return objp;
832 }
833
834 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
835                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
836 {
837         void *objp;
838
839         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
840                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
841         else
842                 objp = ac->entry[--ac->avail];
843
844         return objp;
845 }
846
847 static void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
848                                                                 void *objp)
849 {
850         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
851                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
852                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
853                 struct page *mem_page = virt_to_head_page(page->s_mem);
854                 if (PageSlabPfmemalloc(mem_page))
855                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
856         }
857
858         return objp;
859 }
860
861 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
862                                                                 void *objp)
863 {
864         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
865                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
866
867         ac->entry[ac->avail++] = objp;
868 }
869
870 /*
871  * Transfer objects in one arraycache to another.
872  * Locking must be handled by the caller.
873  *
874  * Return the number of entries transferred.
875  */
876 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
877                 struct array_cache *from, unsigned int max)
878 {
879         /* Figure out how many entries to transfer */
880         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
881
882         if (!nr)
883                 return 0;
884
885         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
886                         sizeof(void *) *nr);
887
888         from->avail -= nr;
889         to->avail += nr;
890         return nr;
891 }
892
893 #ifndef CONFIG_NUMA
894
895 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
896 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
897
898 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
899 {
900         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
901 }
902
903 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
904 {
905 }
906
907 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
908 {
909         return 0;
910 }
911
912 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
913                 gfp_t flags)
914 {
915         return NULL;
916 }
917
918 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
919                  gfp_t flags, int nodeid)
920 {
921         return NULL;
922 }
923
924 #else   /* CONFIG_NUMA */
925
926 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
927 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
928
929 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
930 {
931         struct array_cache **ac_ptr;
932         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
933         int i;
934
935         if (limit > 1)
936                 limit = 12;
937         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
938         if (ac_ptr) {
939                 for_each_node(i) {
940                         if (i == node || !node_online(i))
941                                 continue;
942                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
943                         if (!ac_ptr[i]) {
944                                 for (i--; i >= 0; i--)
945                                         kfree(ac_ptr[i]);
946                                 kfree(ac_ptr);
947                                 return NULL;
948                         }
949                 }
950         }
951         return ac_ptr;
952 }
953
954 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
955 {
956         int i;
957
958         if (!ac_ptr)
959                 return;
960         for_each_node(i)
961             kfree(ac_ptr[i]);
962         kfree(ac_ptr);
963 }
964
965 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
966                                 struct array_cache *ac, int node)
967 {
968         struct kmem_cache_node *n = cachep->node[node];
969
970         if (ac->avail) {
971                 spin_lock(&n->list_lock);
972                 /*
973                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
974                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
975                  * into the free lists and getting them back later.
976                  */
977                 if (n->shared)
978                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
979
980                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
981                 ac->avail = 0;
982                 spin_unlock(&n->list_lock);
983         }
984 }
985
986 /*
987  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
988  */
989 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
990 {
991         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
992
993         if (n->alien) {
994                 struct array_cache *ac = n->alien[node];
995
996                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
997                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
998                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
999                 }
1000         }
1001 }
1002
1003 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1004                                 struct array_cache **alien)
1005 {
1006         int i = 0;
1007         struct array_cache *ac;
1008         unsigned long flags;
1009
1010         for_each_online_node(i) {
1011                 ac = alien[i];
1012                 if (ac) {
1013                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1014                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1015                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1016                 }
1017         }
1018 }
1019
1020 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1021 {
1022         int nodeid = page_to_nid(virt_to_page(objp));
1023         struct kmem_cache_node *n;
1024         struct array_cache *alien = NULL;
1025         int node;
1026
1027         node = numa_mem_id();
1028
1029         /*
1030          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1031          * cache on this cpu.
1032          */
1033         if (likely(nodeid == node))
1034                 return 0;
1035
1036         n = cachep->node[node];
1037         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1038         if (n->alien && n->alien[nodeid]) {
1039                 alien = n->alien[nodeid];
1040                 spin_lock(&alien->lock);
1041                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1042                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1043                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1044                 }
1045                 ac_put_obj(cachep, alien, objp);
1046                 spin_unlock(&alien->lock);
1047         } else {
1048                 spin_lock(&(cachep->node[nodeid])->list_lock);
1049                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1050                 spin_unlock(&(cachep->node[nodeid])->list_lock);
1051         }
1052         return 1;
1053 }
1054 #endif
1055
1056 /*
1057  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
1058  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
1059  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1060  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
1061  * already in use.
1062  *
1063  * Must hold slab_mutex.
1064  */
1065 static int init_cache_node_node(int node)
1066 {
1067         struct kmem_cache *cachep;
1068         struct kmem_cache_node *n;
1069         const int memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
1070
1071         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1072                 /*
1073                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1074                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1075                  * node has not already allocated this
1076                  */
1077                 if (!cachep->node[node]) {
1078                         n = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1079                         if (!n)
1080                                 return -ENOMEM;
1081                         kmem_cache_node_init(n);
1082                         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1083                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1084
1085                         /*
1086                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1087                          * go.  slab_mutex is sufficient
1088                          * protection here.
1089                          */
1090                         cachep->node[node] = n;
1091                 }
1092
1093                 spin_lock_irq(&cachep->node[node]->list_lock);
1094                 cachep->node[node]->free_limit =
1095                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1096                         cachep->batchcount + cachep->num;
1097                 spin_unlock_irq(&cachep->node[node]->list_lock);
1098         }
1099         return 0;
1100 }
1101
1102 static inline int slabs_tofree(struct kmem_cache *cachep,
1103                                                 struct kmem_cache_node *n)
1104 {
1105         return (n->free_objects + cachep->num - 1) / cachep->num;
1106 }
1107
1108 static void cpuup_canceled(long cpu)
1109 {
1110         struct kmem_cache *cachep;
1111         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1112         int node = cpu_to_mem(cpu);
1113         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1114
1115         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1116                 struct array_cache *nc;
1117                 struct array_cache *shared;
1118                 struct array_cache **alien;
1119
1120                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1121                 nc = cachep->array[cpu];
1122                 cachep->array[cpu] = NULL;
1123                 n = cachep->node[node];
1124
1125                 if (!n)
1126                         goto free_array_cache;
1127
1128                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1129
1130                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
1131                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
1132                 if (nc)
1133                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1134
1135                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1136                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1137                         goto free_array_cache;
1138                 }
1139
1140                 shared = n->shared;
1141                 if (shared) {
1142                         free_block(cachep, shared->entry,
1143                                    shared->avail, node);
1144                         n->shared = NULL;
1145                 }
1146
1147                 alien = n->alien;
1148                 n->alien = NULL;
1149
1150                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1151
1152                 kfree(shared);
1153                 if (alien) {
1154                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1155                         free_alien_cache(alien);
1156                 }
1157 free_array_cache:
1158                 kfree(nc);
1159         }
1160         /*
1161          * In the previous loop, all the objects were freed to
1162          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1163          * shrink each nodelist to its limit.
1164          */
1165         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1166                 n = cachep->node[node];
1167                 if (!n)
1168                         continue;
1169                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1170         }
1171 }
1172
1173 static int cpuup_prepare(long cpu)
1174 {
1175         struct kmem_cache *cachep;
1176         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1177         int node = cpu_to_mem(cpu);
1178         int err;
1179
1180         /*
1181          * We need to do this right in the beginning since
1182          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1183          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1184          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1185          */
1186         err = init_cache_node_node(node);
1187         if (err < 0)
1188                 goto bad;
1189
1190         /*
1191          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1192          * array caches
1193          */
1194         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1195                 struct array_cache *nc;
1196                 struct array_cache *shared = NULL;
1197                 struct array_cache **alien = NULL;
1198
1199                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1200                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1201                 if (!nc)
1202                         goto bad;
1203                 if (cachep->shared) {
1204                         shared = alloc_arraycache(node,
1205                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1206                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1207                         if (!shared) {
1208                                 kfree(nc);
1209                                 goto bad;
1210                         }
1211                 }
1212                 if (use_alien_caches) {
1213                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1214                         if (!alien) {
1215                                 kfree(shared);
1216                                 kfree(nc);
1217                                 goto bad;
1218                         }
1219                 }
1220                 cachep->array[cpu] = nc;
1221                 n = cachep->node[node];
1222                 BUG_ON(!n);
1223
1224                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1225                 if (!n->shared) {
1226                         /*
1227                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1228                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1229                          */
1230                         n->shared = shared;
1231                         shared = NULL;
1232                 }
1233 #ifdef CONFIG_NUMA
1234                 if (!n->alien) {
1235                         n->alien = alien;
1236                         alien = NULL;
1237                 }
1238 #endif
1239                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1240                 kfree(shared);
1241                 free_alien_cache(alien);
1242                 if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS)
1243                         slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
1244                 else if (!OFF_SLAB(cachep) &&
1245                          !(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1246                         on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
1247         }
1248         init_node_lock_keys(node);
1249
1250         return 0;
1251 bad:
1252         cpuup_canceled(cpu);
1253         return -ENOMEM;
1254 }
1255
1256 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1257                                     unsigned long action, void *hcpu)
1258 {
1259         long cpu = (long)hcpu;
1260         int err = 0;
1261
1262         switch (action) {
1263         case CPU_UP_PREPARE:
1264         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1265                 mutex_lock(&slab_mutex);
1266                 err = cpuup_prepare(cpu);
1267                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1268                 break;
1269         case CPU_ONLINE:
1270         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1271                 start_cpu_timer(cpu);
1272                 break;
1273 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1274         case CPU_DOWN_PREPARE:
1275         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1276                 /*
1277                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1278                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1279                  * anything expensive but will only modify reap_work
1280                  * and reschedule the timer.
1281                 */
1282                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1283                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1284                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1285                 break;
1286         case CPU_DOWN_FAILED:
1287         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1288                 start_cpu_timer(cpu);
1289                 break;
1290         case CPU_DEAD:
1291         case CPU_DEAD_FROZEN:
1292                 /*
1293                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1294                  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between
1295                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1296                  * memory from the node of the cpu going down.  The node
1297                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1298                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1299                  */
1300                 /* fall through */
1301 #endif
1302         case CPU_UP_CANCELED:
1303         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1304                 mutex_lock(&slab_mutex);
1305                 cpuup_canceled(cpu);
1306                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1307                 break;
1308         }
1309         return notifier_from_errno(err);
1310 }
1311
1312 static struct notifier_block cpucache_notifier = {
1313         &cpuup_callback, NULL, 0
1314 };
1315
1316 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1317 /*
1318  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1319  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1320  * removed.
1321  *
1322  * Must hold slab_mutex.
1323  */
1324 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1325 {
1326         struct kmem_cache *cachep;
1327         int ret = 0;
1328
1329         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1330                 struct kmem_cache_node *n;
1331
1332                 n = cachep->node[node];
1333                 if (!n)
1334                         continue;
1335
1336                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1337
1338                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1339                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1340                         ret = -EBUSY;
1341                         break;
1342                 }
1343         }
1344         return ret;
1345 }
1346
1347 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1348                                         unsigned long action, void *arg)
1349 {
1350         struct memory_notify *mnb = arg;
1351         int ret = 0;
1352         int nid;
1353
1354         nid = mnb->status_change_nid;
1355         if (nid < 0)
1356                 goto out;
1357
1358         switch (action) {
1359         case MEM_GOING_ONLINE:
1360                 mutex_lock(&slab_mutex);
1361                 ret = init_cache_node_node(nid);
1362                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1363                 break;
1364         case MEM_GOING_OFFLINE:
1365                 mutex_lock(&slab_mutex);
1366                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1367                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1368                 break;
1369         case MEM_ONLINE:
1370         case MEM_OFFLINE:
1371         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1372         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1373                 break;
1374         }
1375 out:
1376         return notifier_from_errno(ret);
1377 }
1378 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1379
1380 /*
1381  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1382  */
1383 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1384                                 int nodeid)
1385 {
1386         struct kmem_cache_node *ptr;
1387
1388         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1389         BUG_ON(!ptr);
1390
1391         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1392         /*
1393          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1394          */
1395         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1396
1397         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1398         cachep->node[nodeid] = ptr;
1399 }
1400
1401 /*
1402  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1403  * size of kmem_cache_node.
1404  */
1405 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1406 {
1407         int node;
1408
1409         for_each_online_node(node) {
1410                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1411                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1412                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1413                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1414         }
1415 }
1416
1417 /*
1418  * The memory after the last cpu cache pointer is used for the
1419  * the node pointer.
1420  */
1421 static void setup_node_pointer(struct kmem_cache *cachep)
1422 {
1423         cachep->node = (struct kmem_cache_node **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
1424 }
1425
1426 /*
1427  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1428  * before smp_init().
1429  */
1430 void __init kmem_cache_init(void)
1431 {
1432         int i;
1433
1434         BUILD_BUG_ON(sizeof(((struct page *)NULL)->lru) <
1435                                         sizeof(struct rcu_head));
1436         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1437         setup_node_pointer(kmem_cache);
1438
1439         if (num_possible_nodes() == 1)
1440                 use_alien_caches = 0;
1441
1442         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1443                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1444
1445         set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1446
1447         /*
1448          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1449          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1450          * not overridden on the command line.
1451          */
1452         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1453                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1454
1455         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1456          * from caches that do not exist yet:
1457          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1458          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1459          *    kmem_cache is statically allocated.
1460          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1461          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1462          *    array at the end of the bootstrap.
1463          * 2) Create the first kmalloc cache.
1464          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1465          *    An __init data area is used for the head array.
1466          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1467          *    head arrays.
1468          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1469          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1470          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1471          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1472          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1473          */
1474
1475         /* 1) create the kmem_cache */
1476
1477         /*
1478          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1479          */
1480         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1481                 offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1482                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1483                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1484         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1485
1486         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1487
1488         /*
1489          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1490          * kmem_cache_node structures first.  Without this, further allocations will
1491          * bug.
1492          */
1493
1494         kmalloc_caches[INDEX_AC] = create_kmalloc_cache("kmalloc-ac",
1495                                         kmalloc_size(INDEX_AC), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1496
1497         if (INDEX_AC != INDEX_NODE)
1498                 kmalloc_caches[INDEX_NODE] =
1499                         create_kmalloc_cache("kmalloc-node",
1500                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1501
1502         slab_early_init = 0;
1503
1504         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1505         {
1506                 struct array_cache *ptr;
1507
1508                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1509
1510                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmem_cache),
1511                        sizeof(struct arraycache_init));
1512                 /*
1513                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1514                  */
1515                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1516
1517                 kmem_cache->array[smp_processor_id()] = ptr;
1518
1519                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1520
1521                 BUG_ON(cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC])
1522                        != &initarray_generic.cache);
1523                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC]),
1524                        sizeof(struct arraycache_init));
1525                 /*
1526                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1527                  */
1528                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1529
1530                 kmalloc_caches[INDEX_AC]->array[smp_processor_id()] = ptr;
1531         }
1532         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1533         {
1534                 int nid;
1535
1536                 for_each_online_node(nid) {
1537                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1538
1539                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_AC],
1540                                   &init_kmem_cache_node[SIZE_AC + nid], nid);
1541
1542                         if (INDEX_AC != INDEX_NODE) {
1543                                 init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1544                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1545                         }
1546                 }
1547         }
1548
1549         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1550 }
1551
1552 void __init kmem_cache_init_late(void)
1553 {
1554         struct kmem_cache *cachep;
1555
1556         slab_state = UP;
1557
1558         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1559         mutex_lock(&slab_mutex);
1560         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1561                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1562                         BUG();
1563         mutex_unlock(&slab_mutex);
1564
1565         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1566         init_lock_keys();
1567
1568         /* Done! */
1569         slab_state = FULL;
1570
1571         /*
1572          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1573          * cpu_cache_get for all new cpus
1574          */
1575         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1576
1577 #ifdef CONFIG_NUMA
1578         /*
1579          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1580          * node.
1581          */
1582         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1583 #endif
1584
1585         /*
1586          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1587          * of the kernel is not yet operational.
1588          */
1589 }
1590
1591 static int __init cpucache_init(void)
1592 {
1593         int cpu;
1594
1595         /*
1596          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1597          */
1598         for_each_online_cpu(cpu)
1599                 start_cpu_timer(cpu);
1600
1601         /* Done! */
1602         slab_state = FULL;
1603         return 0;
1604 }
1605 __initcall(cpucache_init);
1606
1607 static noinline void
1608 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1609 {
1610         struct kmem_cache_node *n;
1611         struct page *page;
1612         unsigned long flags;
1613         int node;
1614
1615         printk(KERN_WARNING
1616                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1617                 nodeid, gfpflags);
1618         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1619                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1620
1621         for_each_online_node(node) {
1622                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1623                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1624
1625                 n = cachep->node[node];
1626                 if (!n)
1627                         continue;
1628
1629                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1630                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
1631                         active_objs += cachep->num;
1632                         active_slabs++;
1633                 }
1634                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
1635                         active_objs += page->active;
1636                         active_slabs++;
1637                 }
1638                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
1639                         num_slabs++;
1640
1641                 free_objects += n->free_objects;
1642                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1643
1644                 num_slabs += active_slabs;
1645                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1646                 printk(KERN_WARNING
1647                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1648                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1649                         free_objects);
1650         }
1651 }
1652
1653 /*
1654  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1655  *
1656  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1657  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1658  * would be relatively rare and ignorable.
1659  */
1660 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1661                                                                 int nodeid)
1662 {
1663         struct page *page;
1664         int nr_pages;
1665
1666         flags |= cachep->allocflags;
1667         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1668                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1669
1670         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1671         if (!page) {
1672                 if (!(flags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1673                         slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1674                 return NULL;
1675         }
1676
1677         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1678         if (unlikely(page->pfmemalloc))
1679                 pfmemalloc_active = true;
1680
1681         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1682         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1683                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1684                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1685         else
1686                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1687                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1688         __SetPageSlab(page);
1689         if (page->pfmemalloc)
1690                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1691         memcg_bind_pages(cachep, cachep->gfporder);
1692
1693         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1694                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1695
1696                 if (cachep->ctor)
1697                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1698                 else
1699                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1700         }
1701
1702         return page;
1703 }
1704
1705 /*
1706  * Interface to system's page release.
1707  */
1708 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1709 {
1710         const unsigned long nr_freed = (1 << cachep->gfporder);
1711
1712         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1713
1714         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1715                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1716                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1717         else
1718                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1719                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1720
1721         BUG_ON(!PageSlab(page));
1722         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1723         __ClearPageSlab(page);
1724         page_mapcount_reset(page);
1725         page->mapping = NULL;
1726
1727         memcg_release_pages(cachep, cachep->gfporder);
1728         if (current->reclaim_state)
1729                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1730         __free_memcg_kmem_pages(page, cachep->gfporder);
1731 }
1732
1733 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1734 {
1735         struct kmem_cache *cachep;
1736         struct page *page;
1737
1738         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1739         cachep = page->slab_cache;
1740
1741         kmem_freepages(cachep, page);
1742 }
1743
1744 #if DEBUG
1745
1746 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1747 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1748                             unsigned long caller)
1749 {
1750         int size = cachep->object_size;
1751
1752         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1753
1754         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1755                 return;
1756
1757         *addr++ = 0x12345678;
1758         *addr++ = caller;
1759         *addr++ = smp_processor_id();
1760         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1761         {
1762                 unsigned long *sptr = &caller;
1763                 unsigned long svalue;
1764
1765                 while (!kstack_end(sptr)) {
1766                         svalue = *sptr++;
1767                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1768                                 *addr++ = svalue;
1769                                 size -= sizeof(unsigned long);
1770                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1771                                         break;
1772                         }
1773                 }
1774
1775         }
1776         *addr++ = 0x87654321;
1777 }
1778 #endif
1779
1780 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1781 {
1782         int size = cachep->object_size;
1783         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1784
1785         memset(addr, val, size);
1786         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1787 }
1788
1789 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1790 {
1791         int i;
1792         unsigned char error = 0;
1793         int bad_count = 0;
1794
1795         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1796         for (i = 0; i < limit; i++) {
1797                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1798                         error = data[offset + i];
1799                         bad_count++;
1800                 }
1801         }
1802         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1803                         &data[offset], limit, 1);
1804
1805         if (bad_count == 1) {
1806                 error ^= POISON_FREE;
1807                 if (!(error & (error - 1))) {
1808                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1809                                         "bad RAM.\n");
1810 #ifdef CONFIG_X86
1811                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1812                                         "test tool.\n");
1813 #else
1814                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1815 #endif
1816                 }
1817         }
1818 }
1819 #endif
1820
1821 #if DEBUG
1822
1823 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1824 {
1825         int i, size;
1826         char *realobj;
1827
1828         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1829                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1830                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1831                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1832         }
1833
1834         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1835                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1836                        *dbg_userword(cachep, objp),
1837                        *dbg_userword(cachep, objp));
1838         }
1839         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1840         size = cachep->object_size;
1841         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1842                 int limit;
1843                 limit = 16;
1844                 if (i + limit > size)
1845                         limit = size - i;
1846                 dump_line(realobj, i, limit);
1847         }
1848 }
1849
1850 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1851 {
1852         char *realobj;
1853         int size, i;
1854         int lines = 0;
1855
1856         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1857         size = cachep->object_size;
1858
1859         for (i = 0; i < size; i++) {
1860                 char exp = POISON_FREE;
1861                 if (i == size - 1)
1862                         exp = POISON_END;
1863                 if (realobj[i] != exp) {
1864                         int limit;
1865                         /* Mismatch ! */
1866                         /* Print header */
1867                         if (lines == 0) {
1868                                 printk(KERN_ERR
1869                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1870                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
1871                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1872                         }
1873                         /* Hexdump the affected line */
1874                         i = (i / 16) * 16;
1875                         limit = 16;
1876                         if (i + limit > size)
1877                                 limit = size - i;
1878                         dump_line(realobj, i, limit);
1879                         i += 16;
1880                         lines++;
1881                         /* Limit to 5 lines */
1882                         if (lines > 5)
1883                                 break;
1884                 }
1885         }
1886         if (lines != 0) {
1887                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1888                  * exist:
1889                  */
1890                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1891                 unsigned int objnr;
1892
1893                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1894                 if (objnr) {
1895                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1896                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1897                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1898                                realobj, size);
1899                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1900                 }
1901                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1902                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1903                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1904                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1905                                realobj, size);
1906                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1907                 }
1908         }
1909 }
1910 #endif
1911
1912 #if DEBUG
1913 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1914                                                 struct page *page)
1915 {
1916         int i;
1917         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1918                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1919
1920                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1921 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1922                         if (cachep->size % PAGE_SIZE == 0 &&
1923                                         OFF_SLAB(cachep))
1924                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1925                                         cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
1926                         else
1927                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1928 #else
1929                         check_poison_obj(cachep, objp);
1930 #endif
1931                 }
1932                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1933                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1934                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1935                                            "was overwritten");
1936                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1937                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1938                                            "was overwritten");
1939                 }
1940         }
1941 }
1942 #else
1943 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1944                                                 struct page *page)
1945 {
1946 }
1947 #endif
1948
1949 /**
1950  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1951  * @cachep: cache pointer being destroyed
1952  * @slabp: slab pointer being destroyed
1953  *
1954  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1955  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1956  * cache-lock is not held/needed.
1957  */
1958 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1959 {
1960         struct freelist *freelist;
1961
1962         freelist = page->freelist;
1963         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1964         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1965                 struct rcu_head *head;
1966
1967                 /*
1968                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU.
1969                  * slab_page has been overloeaded over the LRU,
1970                  * however it is not used from now on so that
1971                  * we can use it safely.
1972                  */
1973                 head = (void *)&page->rcu_head;
1974                 call_rcu(head, kmem_rcu_free);
1975
1976         } else {
1977                 kmem_freepages(cachep, page);
1978         }
1979
1980         /*
1981          * From now on, we don't use freelist
1982          * although actual page can be freed in rcu context
1983          */
1984         if (OFF_SLAB(cachep))
1985                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1986 }
1987
1988 /**
1989  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1990  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1991  * @size: size of objects to be created in this cache.
1992  * @align: required alignment for the objects.
1993  * @flags: slab allocation flags
1994  *
1995  * Also calculates the number of objects per slab.
1996  *
1997  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1998  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1999  * towards high-order requests, this should be changed.
2000  */
2001 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2002                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2003 {
2004         unsigned long offslab_limit;
2005         size_t left_over = 0;
2006         int gfporder;
2007
2008         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2009                 unsigned int num;
2010                 size_t remainder;
2011
2012                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2013                 if (!num)
2014                         continue;
2015
2016                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2017                         /*
2018                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2019                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2020                          * looping condition in cache_grow().
2021                          */
2022                         offslab_limit = size;
2023                         offslab_limit /= sizeof(unsigned int);
2024
2025                         if (num > offslab_limit)
2026                                 break;
2027                 }
2028
2029                 /* Found something acceptable - save it away */
2030                 cachep->num = num;
2031                 cachep->gfporder = gfporder;
2032                 left_over = remainder;
2033
2034                 /*
2035                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2036                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2037                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2038                  */
2039                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2040                         break;
2041
2042                 /*
2043                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2044                  * currently bad for the gfp()s.
2045                  */
2046                 if (gfporder >= slab_max_order)
2047                         break;
2048
2049                 /*
2050                  * Acceptable internal fragmentation?
2051                  */
2052                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2053                         break;
2054         }
2055         return left_over;
2056 }
2057
2058 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2059 {
2060         if (slab_state >= FULL)
2061                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2062
2063         if (slab_state == DOWN) {
2064                 /*
2065                  * Note: Creation of first cache (kmem_cache).
2066                  * The setup_node is taken care
2067                  * of by the caller of __kmem_cache_create
2068                  */
2069                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2070                 slab_state = PARTIAL;
2071         } else if (slab_state == PARTIAL) {
2072                 /*
2073                  * Note: the second kmem_cache_create must create the cache
2074                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2075                  * further caches will BUG().
2076                  */
2077                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2078
2079                 /*
2080                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_cache_node)) is
2081                  * the second cache, then we need to set up all its node/,
2082                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2083                  */
2084                 set_up_node(cachep, SIZE_AC);
2085                 if (INDEX_AC == INDEX_NODE)
2086                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2087                 else
2088                         slab_state = PARTIAL_ARRAYCACHE;
2089         } else {
2090                 /* Remaining boot caches */
2091                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2092                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2093
2094                 if (slab_state == PARTIAL_ARRAYCACHE) {
2095                         set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
2096                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2097                 } else {
2098                         int node;
2099                         for_each_online_node(node) {
2100                                 cachep->node[node] =
2101                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node),
2102                                                 gfp, node);
2103                                 BUG_ON(!cachep->node[node]);
2104                                 kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
2105                         }
2106                 }
2107         }
2108         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
2109                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2110                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2111
2112         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2113         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2114         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2115         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2116         cachep->batchcount = 1;
2117         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2118         return 0;
2119 }
2120
2121 /**
2122  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2123  * @cachep: cache management descriptor
2124  * @flags: SLAB flags
2125  *
2126  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2127  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2128  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2129  *
2130  * The flags are
2131  *
2132  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2133  * to catch references to uninitialised memory.
2134  *
2135  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2136  * for buffer overruns.
2137  *
2138  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2139  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2140  * as davem.
2141  */
2142 int
2143 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2144 {
2145         size_t left_over, freelist_size, ralign;
2146         gfp_t gfp;
2147         int err;
2148         size_t size = cachep->size;
2149
2150 #if DEBUG
2151 #if FORCED_DEBUG
2152         /*
2153          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2154          * large objects, if the increased size would increase the object size
2155          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2156          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2157          */
2158         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2159                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2160                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2161         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2162                 flags |= SLAB_POISON;
2163 #endif
2164         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2165                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2166 #endif
2167
2168         /*
2169          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2170          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2171          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2172          */
2173         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2174                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2175                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2176         }
2177
2178         /*
2179          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2180          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2181          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2182          */
2183         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2184                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2185
2186         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2187                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2188                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2189                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2190                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2191                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2192         }
2193
2194         /* 3) caller mandated alignment */
2195         if (ralign < cachep->align) {
2196                 ralign = cachep->align;
2197         }
2198         /* disable debug if necessary */
2199         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2200                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2201         /*
2202          * 4) Store it.
2203          */
2204         cachep->align = ralign;
2205
2206         if (slab_is_available())
2207                 gfp = GFP_KERNEL;
2208         else
2209                 gfp = GFP_NOWAIT;
2210
2211         setup_node_pointer(cachep);
2212 #if DEBUG
2213
2214         /*
2215          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2216          * into align above.
2217          */
2218         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2219                 /* add space for red zone words */
2220                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2221                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2222         }
2223         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2224                 /* user store requires one word storage behind the end of
2225                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2226                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2227                  */
2228                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2229                         size += REDZONE_ALIGN;
2230                 else
2231                         size += BYTES_PER_WORD;
2232         }
2233 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2234         if (size >= kmalloc_size(INDEX_NODE + 1)
2235             && cachep->object_size > cache_line_size()
2236             && ALIGN(size, cachep->align) < PAGE_SIZE) {
2237                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, cachep->align);
2238                 size = PAGE_SIZE;
2239         }
2240 #endif
2241 #endif
2242
2243         /*
2244          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2245          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2246          * it too early on. Always use on-slab management when
2247          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2248          */
2249         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2250             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2251                 /*
2252                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2253                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2254                  */
2255                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2256
2257         size = ALIGN(size, cachep->align);
2258
2259         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, cachep->align, flags);
2260
2261         if (!cachep->num)
2262                 return -E2BIG;
2263
2264         freelist_size =
2265                 ALIGN(cachep->num * sizeof(unsigned int), cachep->align);
2266
2267         /*
2268          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2269          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2270          */
2271         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= freelist_size) {
2272                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2273                 left_over -= freelist_size;
2274         }
2275
2276         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2277                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2278                 freelist_size = cachep->num * sizeof(unsigned int);
2279
2280 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2281                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2282                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2283                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2284                  */
2285                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2286                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2287 #endif
2288         }
2289
2290         cachep->colour_off = cache_line_size();
2291         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2292         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2293                 cachep->colour_off = cachep->align;
2294         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2295         cachep->freelist_size = freelist_size;
2296         cachep->flags = flags;
2297         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2298         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2299                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2300         cachep->size = size;
2301         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2302
2303         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2304                 cachep->freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
2305                 /*
2306                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2307                  * But since we go off slab only for object size greater than
2308                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2309                  * this should not happen at all.
2310                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2311                  */
2312                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->freelist_cache));
2313         }
2314
2315         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2316         if (err) {
2317                 __kmem_cache_shutdown(cachep);
2318                 return err;
2319         }
2320
2321         if (flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS) {
2322                 /*
2323                  * Would deadlock through slab_destroy()->call_rcu()->
2324                  * debug_object_activate()->kmem_cache_alloc().
2325                  */
2326                 WARN_ON_ONCE(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU);
2327
2328                 slab_set_debugobj_lock_classes(cachep);
2329         } else if (!OFF_SLAB(cachep) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2330                 on_slab_lock_classes(cachep);
2331
2332         return 0;
2333 }
2334
2335 #if DEBUG
2336 static void check_irq_off(void)
2337 {
2338         BUG_ON(!irqs_disabled());
2339 }
2340
2341 static void check_irq_on(void)
2342 {
2343         BUG_ON(irqs_disabled());
2344 }
2345
2346 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2347 {
2348 #ifdef CONFIG_SMP
2349         check_irq_off();
2350         assert_spin_locked(&cachep->node[numa_mem_id()]->list_lock);
2351 #endif
2352 }
2353
2354 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2355 {
2356 #ifdef CONFIG_SMP
2357         check_irq_off();
2358         assert_spin_locked(&cachep->node[node]->list_lock);
2359 #endif
2360 }
2361
2362 #else
2363 #define check_irq_off() do { } while(0)
2364 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2365 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2366 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2367 #endif
2368
2369 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
2370                         struct array_cache *ac,
2371                         int force, int node);
2372
2373 static void do_drain(void *arg)
2374 {
2375         struct kmem_cache *cachep = arg;
2376         struct array_cache *ac;
2377         int node = numa_mem_id();
2378
2379         check_irq_off();
2380         ac = cpu_cache_get(cachep);
2381         spin_lock(&cachep->node[node]->list_lock);
2382         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2383         spin_unlock(&cachep->node[node]->list_lock);
2384         ac->avail = 0;
2385 }
2386
2387 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2388 {
2389         struct kmem_cache_node *n;
2390         int node;
2391
2392         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2393         check_irq_on();
2394         for_each_online_node(node) {
2395                 n = cachep->node[node];
2396                 if (n && n->alien)
2397                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2398         }
2399
2400         for_each_online_node(node) {
2401                 n = cachep->node[node];
2402                 if (n)
2403                         drain_array(cachep, n, n->shared, 1, node);
2404         }
2405 }
2406
2407 /*
2408  * Remove slabs from the list of free slabs.
2409  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2410  *
2411  * Returns the actual number of slabs released.
2412  */
2413 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2414                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2415 {
2416         struct list_head *p;
2417         int nr_freed;
2418         struct page *page;
2419
2420         nr_freed = 0;
2421         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2422
2423                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2424                 p = n->slabs_free.prev;
2425                 if (p == &n->slabs_free) {
2426                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2427                         goto out;
2428                 }
2429
2430                 page = list_entry(p, struct page, lru);
2431 #if DEBUG
2432                 BUG_ON(page->active);
2433 #endif
2434                 list_del(&page->lru);
2435                 /*
2436                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2437                  * to the cache.
2438                  */
2439                 n->free_objects -= cache->num;
2440                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2441                 slab_destroy(cache, page);
2442                 nr_freed++;
2443         }
2444 out:
2445         return nr_freed;
2446 }
2447
2448 /* Called with slab_mutex held to protect against cpu hotplug */
2449 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2450 {
2451         int ret = 0, i = 0;
2452         struct kmem_cache_node *n;
2453
2454         drain_cpu_caches(cachep);
2455
2456         check_irq_on();
2457         for_each_online_node(i) {
2458                 n = cachep->node[i];
2459                 if (!n)
2460                         continue;
2461
2462                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
2463
2464                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2465                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2466         }
2467         return (ret ? 1 : 0);
2468 }
2469
2470 /**
2471  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2472  * @cachep: The cache to shrink.
2473  *
2474  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2475  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2476  */
2477 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2478 {
2479         int ret;
2480         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2481
2482         get_online_cpus();
2483         mutex_lock(&slab_mutex);
2484         ret = __cache_shrink(cachep);
2485         mutex_unlock(&slab_mutex);
2486         put_online_cpus();
2487         return ret;
2488 }
2489 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2490
2491 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2492 {
2493         int i;
2494         struct kmem_cache_node *n;
2495         int rc = __cache_shrink(cachep);
2496
2497         if (rc)
2498                 return rc;
2499
2500         for_each_online_cpu(i)
2501             kfree(cachep->array[i]);
2502
2503         /* NUMA: free the node structures */
2504         for_each_online_node(i) {
2505                 n = cachep->node[i];
2506                 if (n) {
2507                         kfree(n->shared);
2508                         free_alien_cache(n->alien);
2509                         kfree(n);
2510                 }
2511         }
2512         return 0;
2513 }
2514
2515 /*
2516  * Get the memory for a slab management obj.
2517  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2518  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2519  * come from the same cache which is getting created because,
2520  * when we are searching for an appropriate cache for these
2521  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2522  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2523  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2524  * Hence we cannot have freelist_cache same as the original cache.
2525  */
2526 static struct freelist *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2527                                    struct page *page, int colour_off,
2528                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2529 {
2530         struct freelist *freelist;
2531         void *addr = page_address(page);
2532
2533         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2534                 /* Slab management obj is off-slab. */
2535                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2536                                               local_flags, nodeid);
2537                 /*
2538                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2539                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2540                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2541                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2542                  */
2543                 kmemleak_scan_area(&page->lru, sizeof(struct list_head),
2544                                    local_flags);
2545                 if (!freelist)
2546                         return NULL;
2547         } else {
2548                 freelist = addr + colour_off;
2549                 colour_off += cachep->freelist_size;
2550         }
2551         page->active = 0;
2552         page->s_mem = addr + colour_off;
2553         return freelist;
2554 }
2555
2556 static inline unsigned int *slab_bufctl(struct page *page)
2557 {
2558         return (unsigned int *)(page->freelist);
2559 }
2560
2561 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2562                             struct page *page)
2563 {
2564         int i;
2565
2566         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2567                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2568 #if DEBUG
2569                 /* need to poison the objs? */
2570                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2571                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2572                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2573                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2574
2575                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2576                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2577                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2578                 }
2579                 /*
2580                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2581                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2582                  * They must also be threaded.
2583                  */
2584                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2585                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2586
2587                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2588                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2589                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2590                                            " end of an object");
2591                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2592                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2593                                            " start of an object");
2594                 }
2595                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2596                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2597                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2598                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2599 #else
2600                 if (cachep->ctor)
2601                         cachep->ctor(objp);
2602 #endif
2603                 slab_bufctl(page)[i] = i;
2604         }
2605 }
2606
2607 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2608 {
2609         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2610                 if (flags & GFP_DMA)
2611                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2612                 else
2613                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2614         }
2615 }
2616
2617 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page,
2618                                 int nodeid)
2619 {
2620         void *objp;
2621
2622         objp = index_to_obj(cachep, page, slab_bufctl(page)[page->active]);
2623         page->active++;
2624 #if DEBUG
2625         WARN_ON(page_to_nid(virt_to_page(objp)) != nodeid);
2626 #endif
2627
2628         return objp;
2629 }
2630
2631 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page,
2632                                 void *objp, int nodeid)
2633 {
2634         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2635 #if DEBUG
2636         unsigned int i;
2637
2638         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2639         WARN_ON(page_to_nid(virt_to_page(objp)) != nodeid);
2640
2641         /* Verify double free bug */
2642         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2643                 if (slab_bufctl(page)[i] == objnr) {
2644                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2645                                         "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2646                         BUG();
2647                 }
2648         }
2649 #endif
2650         page->active--;
2651         slab_bufctl(page)[page->active] = objnr;
2652 }
2653
2654 /*
2655  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2656  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2657  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2658  */
2659 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2660                            struct freelist *freelist)
2661 {
2662         page->slab_cache = cache;
2663         page->freelist = freelist;
2664 }
2665
2666 /*
2667  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2668  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2669  */
2670 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2671                 gfp_t flags, int nodeid, struct page *page)
2672 {
2673         struct freelist *freelist;
2674         size_t offset;
2675         gfp_t local_flags;
2676         struct kmem_cache_node *n;
2677
2678         /*
2679          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2680          * critical path in kmem_cache_alloc().
2681          */
2682         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2683         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2684
2685         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2686         check_irq_off();
2687         n = cachep->node[nodeid];
2688         spin_lock(&n->list_lock);
2689
2690         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2691         offset = n->colour_next;
2692         n->colour_next++;
2693         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2694                 n->colour_next = 0;
2695         spin_unlock(&n->list_lock);
2696
2697         offset *= cachep->colour_off;
2698
2699         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2700                 local_irq_enable();
2701
2702         /*
2703          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2704          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2705          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2706          * will eventually be caught here (where it matters).
2707          */
2708         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2709
2710         /*
2711          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2712          * 'nodeid'.
2713          */
2714         if (!page)
2715                 page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2716         if (!page)
2717                 goto failed;
2718
2719         /* Get slab management. */
2720         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2721                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2722         if (!freelist)
2723                 goto opps1;
2724
2725         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2726
2727         cache_init_objs(cachep, page);
2728
2729         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2730                 local_irq_disable();
2731         check_irq_off();
2732         spin_lock(&n->list_lock);
2733
2734         /* Make slab active. */
2735         list_add_tail(&page->lru, &(n->slabs_free));
2736         STATS_INC_GROWN(cachep);
2737         n->free_objects += cachep->num;
2738         spin_unlock(&n->list_lock);
2739         return 1;
2740 opps1:
2741         kmem_freepages(cachep, page);
2742 failed:
2743         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2744                 local_irq_disable();
2745         return 0;
2746 }
2747
2748 #if DEBUG
2749
2750 /*
2751  * Perform extra freeing checks:
2752  * - detect bad pointers.
2753  * - POISON/RED_ZONE checking
2754  */
2755 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2756 {
2757         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2758                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2759                        (unsigned long)objp);
2760                 BUG();
2761         }
2762 }
2763
2764 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2765 {
2766         unsigned long long redzone1, redzone2;
2767
2768         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2769         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2770
2771         /*
2772          * Redzone is ok.
2773          */
2774         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2775                 return;
2776
2777         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2778                 slab_error(cache, "double free detected");
2779         else
2780                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2781
2782         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2783                         obj, redzone1, redzone2);
2784 }
2785
2786 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2787                                    unsigned long caller)
2788 {
2789         unsigned int objnr;
2790         struct page *page;
2791
2792         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2793
2794         objp -= obj_offset(cachep);
2795         kfree_debugcheck(objp);
2796         page = virt_to_head_page(objp);
2797
2798         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2799                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2800                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2801                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2802         }
2803         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2804                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2805
2806         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2807
2808         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2809         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2810
2811         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2812 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2813                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2814                         store_stackinfo(cachep, objp, caller);
2815                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2816                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2817                 } else {
2818                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2819                 }
2820 #else
2821                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2822 #endif
2823         }
2824         return objp;
2825 }
2826
2827 #else
2828 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2829 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2830 #endif
2831
2832 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2833                                                         bool force_refill)
2834 {
2835         int batchcount;
2836         struct kmem_cache_node *n;
2837         struct array_cache *ac;
2838         int node;
2839
2840         check_irq_off();
2841         node = numa_mem_id();
2842         if (unlikely(force_refill))
2843                 goto force_grow;
2844 retry:
2845         ac = cpu_cache_get(cachep);
2846         batchcount = ac->batchcount;
2847         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2848                 /*
2849                  * If there was little recent activity on this cache, then
2850                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2851                  * refill bouncing.
2852                  */
2853                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2854         }
2855         n = cachep->node[node];
2856
2857         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2858         spin_lock(&n->list_lock);
2859
2860         /* See if we can refill from the shared array */
2861         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2862                 n->shared->touched = 1;
2863                 goto alloc_done;
2864         }
2865
2866         while (batchcount > 0) {
2867                 struct list_head *entry;
2868                 struct page *page;
2869                 /* Get slab alloc is to come from. */
2870                 entry = n->slabs_partial.next;
2871                 if (entry == &n->slabs_partial) {
2872                         n->free_touched = 1;
2873                         entry = n->slabs_free.next;
2874                         if (entry == &n->slabs_free)
2875                                 goto must_grow;
2876                 }
2877
2878                 page = list_entry(entry, struct page, lru);
2879                 check_spinlock_acquired(cachep);
2880
2881                 /*
2882                  * The slab was either on partial or free list so
2883                  * there must be at least one object available for
2884                  * allocation.
2885                  */
2886                 BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2887
2888                 while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2889                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2890                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2891                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2892
2893                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, page,
2894                                                                         node));
2895                 }
2896
2897                 /* move slabp to correct slabp list: */
2898                 list_del(&page->lru);
2899                 if (page->active == cachep->num)
2900                         list_add(&page->list, &n->slabs_full);
2901                 else
2902                         list_add(&page->list, &n->slabs_partial);
2903         }
2904
2905 must_grow:
2906         n->free_objects -= ac->avail;
2907 alloc_done:
2908         spin_unlock(&n->list_lock);
2909
2910         if (unlikely(!ac->avail)) {
2911                 int x;
2912 force_grow:
2913                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
2914
2915                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2916                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2917                 node = numa_mem_id();
2918
2919                 /* no objects in sight? abort */
2920                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
2921                         return NULL;
2922
2923                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2924                         goto retry;
2925         }
2926         ac->touched = 1;
2927
2928         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
2929 }
2930
2931 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2932                                                 gfp_t flags)
2933 {
2934         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2935 #if DEBUG
2936         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2937 #endif
2938 }
2939
2940 #if DEBUG
2941 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2942                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
2943 {
2944         if (!objp)
2945                 return objp;
2946         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2947 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2948                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2949                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2950                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
2951                 else
2952                         check_poison_obj(cachep, objp);
2953 #else
2954                 check_poison_obj(cachep, objp);
2955 #endif
2956                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2957         }
2958         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2959                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2960
2961         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2962                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2963                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2964                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2965                                                 " object was overwritten");
2966                         printk(KERN_ERR
2967                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2968                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2969                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2970                 }
2971                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2972                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2973         }
2974         objp += obj_offset(cachep);
2975         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
2976                 cachep->ctor(objp);
2977         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
2978             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
2979                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
2980                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
2981         }
2982         return objp;
2983 }
2984 #else
2985 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2986 #endif
2987
2988 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2989 {
2990         if (cachep == kmem_cache)
2991                 return false;
2992
2993         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
2994 }
2995
2996 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2997 {
2998         void *objp;
2999         struct array_cache *ac;
3000         bool force_refill = false;
3001
3002         check_irq_off();
3003
3004         ac = cpu_cache_get(cachep);
3005         if (likely(ac->avail)) {
3006                 ac->touched = 1;
3007                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
3008
3009                 /*
3010                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
3011                  * by the current flags
3012                  */
3013                 if (objp) {
3014                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3015                         goto out;
3016                 }
3017                 force_refill = true;
3018         }
3019
3020         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3021         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
3022         /*
3023          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3024          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3025          */
3026         ac = cpu_cache_get(cachep);
3027
3028 out:
3029         /*
3030          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3031          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3032          * treat the array pointers as a reference to the object.
3033          */
3034         if (objp)
3035                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3036         return objp;
3037 }
3038
3039 #ifdef CONFIG_NUMA
3040 /*
3041  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3042  *
3043  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3044  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3045  */
3046 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3047 {
3048         int nid_alloc, nid_here;
3049
3050         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3051                 return NULL;
3052         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3053         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3054                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3055         else if (current->mempolicy)
3056                 nid_alloc = slab_node();
3057         if (nid_alloc != nid_here)
3058                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3059         return NULL;
3060 }
3061
3062 /*
3063  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3064  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3065  * available node for available objects. If that fails then we
3066  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3067  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3068  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3069  */
3070 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3071 {
3072         struct zonelist *zonelist;
3073         gfp_t local_flags;
3074         struct zoneref *z;
3075         struct zone *zone;
3076         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3077         void *obj = NULL;
3078         int nid;
3079         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3080
3081         if (flags & __GFP_THISNODE)
3082                 return NULL;
3083
3084         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3085
3086 retry_cpuset:
3087         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
3088         zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
3089
3090 retry:
3091         /*
3092          * Look through allowed nodes for objects available
3093          * from existing per node queues.
3094          */
3095         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3096                 nid = zone_to_nid(zone);
3097
3098                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3099                         cache->node[nid] &&
3100                         cache->node[nid]->free_objects) {
3101                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3102                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3103                                 if (obj)
3104                                         break;
3105                 }
3106         }
3107
3108         if (!obj) {
3109                 /*
3110                  * This allocation will be performed within the constraints
3111                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3112                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3113                  * set and go into memory reserves if necessary.
3114                  */
3115                 struct page *page;
3116
3117                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3118                         local_irq_enable();
3119                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3120                 page = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3121                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3122                         local_irq_disable();
3123                 if (page) {
3124                         /*
3125                          * Insert into the appropriate per node queues
3126                          */
3127                         nid = page_to_nid(page);
3128                         if (cache_grow(cache, flags, nid, page)) {
3129                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3130                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3131                                 if (!obj)
3132                                         /*
3133                                          * Another processor may allocate the
3134                                          * objects in the slab since we are
3135                                          * not holding any locks.
3136                                          */
3137                                         goto retry;
3138                         } else {
3139                                 /* cache_grow already freed obj */
3140                                 obj = NULL;
3141                         }
3142                 }
3143         }
3144
3145         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !obj))
3146                 goto retry_cpuset;
3147         return obj;
3148 }
3149
3150 /*
3151  * A interface to enable slab creation on nodeid
3152  */
3153 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3154                                 int nodeid)
3155 {
3156         struct list_head *entry;
3157         struct page *page;
3158         struct kmem_cache_node *n;
3159         void *obj;
3160         int x;
3161
3162         VM_BUG_ON(nodeid > num_online_nodes());
3163         n = cachep->node[nodeid];
3164         BUG_ON(!n);
3165
3166 retry:
3167         check_irq_off();
3168         spin_lock(&n->list_lock);
3169         entry = n->slabs_partial.next;
3170         if (entry == &n->slabs_partial) {
3171                 n->free_touched = 1;
3172                 entry = n->slabs_free.next;
3173                 if (entry == &n->slabs_free)
3174                         goto must_grow;
3175         }
3176
3177         page = list_entry(entry, struct page, lru);
3178         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3179
3180         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3181         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3182         STATS_SET_HIGH(cachep);
3183
3184         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3185
3186         obj = slab_get_obj(cachep, page, nodeid);
3187         n->free_objects--;
3188         /* move slabp to correct slabp list: */
3189         list_del(&page->lru);
3190
3191         if (page->active == cachep->num)
3192                 list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
3193         else
3194                 list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
3195
3196         spin_unlock(&n->list_lock);
3197         goto done;
3198
3199 must_grow:
3200         spin_unlock(&n->list_lock);
3201         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3202         if (x)
3203                 goto retry;
3204
3205         return fallback_alloc(cachep, flags);
3206
3207 done:
3208         return obj;
3209 }
3210
3211 static __always_inline void *
3212 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3213                    unsigned long caller)
3214 {
3215         unsigned long save_flags;
3216         void *ptr;
3217         int slab_node = numa_mem_id();
3218
3219         flags &= gfp_allowed_mask;
3220
3221         lockdep_trace_alloc(flags);
3222
3223         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3224                 return NULL;
3225
3226         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3227
3228         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3229         local_irq_save(save_flags);
3230
3231         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3232                 nodeid = slab_node;
3233
3234         if (unlikely(!cachep->node[nodeid])) {
3235                 /* Node not bootstrapped yet */
3236                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3237                 goto out;
3238         }
3239
3240         if (nodeid == slab_node) {
3241                 /*
3242                  * Use the locally cached objects if possible.
3243                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3244                  * to other nodes. It may fail while we still have
3245                  * objects on other nodes available.
3246                  */
3247                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3248                 if (ptr)
3249                         goto out;
3250         }
3251         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3252         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3253   out:
3254         local_irq_restore(save_flags);
3255         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3256         kmemleak_alloc_recursive(ptr, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3257                                  flags);
3258
3259         if (likely(ptr))
3260                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, cachep->object_size);
3261
3262         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3263                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3264
3265         return ptr;
3266 }
3267
3268 static __always_inline void *
3269 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3270 {
3271         void *objp;
3272
3273         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3274                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3275                 if (objp)
3276                         goto out;
3277         }
3278         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3279
3280         /*
3281          * We may just have run out of memory on the local node.
3282          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3283          */
3284         if (!objp)
3285                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3286
3287   out:
3288         return objp;
3289 }
3290 #else
3291
3292 static __always_inline void *
3293 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3294 {
3295         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3296 }
3297
3298 #endif /* CONFIG_NUMA */
3299
3300 static __always_inline void *
3301 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3302 {
3303         unsigned long save_flags;
3304         void *objp;
3305
3306         flags &= gfp_allowed_mask;
3307
3308         lockdep_trace_alloc(flags);
3309
3310         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3311                 return NULL;
3312
3313         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3314
3315         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3316         local_irq_save(save_flags);
3317         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3318         local_irq_restore(save_flags);
3319         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3320         kmemleak_alloc_recursive(objp, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3321                                  flags);
3322         prefetchw(objp);
3323
3324         if (likely(objp))
3325                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, cachep->object_size);
3326
3327         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3328                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3329
3330         return objp;
3331 }
3332
3333 /*
3334  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3335  */
3336 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3337                        int node)
3338 {
3339         int i;
3340         struct kmem_cache_node *n;
3341
3342         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3343                 void *objp;
3344                 struct page *page;
3345
3346                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3347                 objp = objpp[i];
3348
3349                 page = virt_to_head_page(objp);
3350                 n = cachep->node[node];
3351                 list_del(&page->lru);
3352                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3353                 slab_put_obj(cachep, page, objp, node);
3354                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3355                 n->free_objects++;
3356
3357                 /* fixup slab chains */
3358                 if (page->active == 0) {
3359                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3360                                 n->free_objects -= cachep->num;
3361                                 /* No need to drop any previously held
3362                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3363                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3364                                  * a different cache, refer to comments before
3365                                  * alloc_slabmgmt.
3366                                  */
3367                                 slab_destroy(cachep, page);
3368                         } else {
3369                                 list_add(&page->lru, &n->slabs_free);
3370                         }
3371                 } else {
3372                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3373                          * partial list on free - maximum time for the
3374                          * other objects to be freed, too.
3375                          */
3376                         list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
3377                 }
3378         }
3379 }
3380
3381 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3382 {
3383         int batchcount;
3384         struct kmem_cache_node *n;
3385         int node = numa_mem_id();
3386
3387         batchcount = ac->batchcount;
3388 #if DEBUG
3389         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3390 #endif
3391         check_irq_off();
3392         n = cachep->node[node];
3393         spin_lock(&n->list_lock);
3394         if (n->shared) {
3395                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3396                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3397                 if (max) {
3398                         if (batchcount > max)
3399                                 batchcount = max;
3400                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3401                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3402                         shared_array->avail += batchcount;
3403                         goto free_done;
3404                 }
3405         }
3406
3407         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3408 free_done:
3409 #if STATS
3410         {
3411                 int i = 0;
3412                 struct list_head *p;
3413
3414                 p = n->slabs_free.next;
3415                 while (p != &(n->slabs_free)) {
3416                         struct page *page;
3417
3418                         page = list_entry(p, struct page, lru);
3419                         BUG_ON(page->active);
3420
3421                         i++;
3422                         p = p->next;
3423                 }
3424                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3425         }
3426 #endif
3427         spin_unlock(&n->list_lock);
3428         ac->avail -= batchcount;
3429         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3430 }
3431
3432 /*
3433  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3434  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3435  */
3436 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3437                                 unsigned long caller)
3438 {
3439         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3440
3441         check_irq_off();
3442         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3443         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3444
3445         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3446
3447         /*
3448          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3449          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3450          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3451          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3452          * the cache.
3453          */
3454         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3455                 return;
3456
3457         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3458                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3459         } else {
3460                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3461                 cache_flusharray(cachep, ac);
3462         }
3463
3464         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3465 }
3466
3467 /**
3468  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3469  * @cachep: The cache to allocate from.
3470  * @flags: See kmalloc().
3471  *
3472  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3473  * if the cache has no available objects.
3474  */
3475 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3476 {
3477         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3478
3479         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3480                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3481
3482         return ret;
3483 }
3484 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3485
3486 #ifdef CONFIG_TRACING
3487 void *
3488 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3489 {
3490         void *ret;
3491
3492         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3493
3494         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3495                       size, cachep->size, flags);
3496         return ret;
3497 }
3498 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3499 #endif
3500
3501 #ifdef CONFIG_NUMA
3502 /**
3503  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3504  * @cachep: The cache to allocate from.
3505  * @flags: See kmalloc().
3506  * @nodeid: node number of the target node.
3507  *
3508  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3509  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3510  *
3511  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3512  */
3513 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3514 {
3515         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3516
3517         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3518                                     cachep->object_size, cachep->size,
3519                                     flags, nodeid);
3520
3521         return ret;
3522 }
3523 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3524
3525 #ifdef CONFIG_TRACING
3526 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3527                                   gfp_t flags,
3528                                   int nodeid,
3529                                   size_t size)
3530 {
3531         void *ret;
3532
3533         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3534
3535         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3536                            size, cachep->size,
3537                            flags, nodeid);
3538         return ret;
3539 }
3540 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3541 #endif
3542
3543 static __always_inline void *
3544 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3545 {
3546         struct kmem_cache *cachep;
3547
3548         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3549         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3550                 return cachep;
3551         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3552 }
3553
3554 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3555 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3556 {
3557         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3558 }
3559 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3560
3561 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3562                 int node, unsigned long caller)
3563 {
3564         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3565 }
3566 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3567 #else
3568 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3569 {
3570         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, 0);
3571 }
3572 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3573 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3574 #endif /* CONFIG_NUMA */
3575
3576 /**
3577  * __do_kmalloc - allocate memory
3578  * @size: how many bytes of memory are required.
3579  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3580  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3581  */
3582 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3583                                           unsigned long caller)
3584 {
3585         struct kmem_cache *cachep;
3586         void *ret;
3587
3588         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3589          * __ with kmem_.
3590          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3591          * functions.
3592          */
3593         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3594         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3595                 return cachep;
3596         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3597
3598         trace_kmalloc(caller, ret,
3599                       size, cachep->size, flags);
3600
3601         return ret;
3602 }
3603
3604
3605 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3606 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3607 {
3608         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3609 }
3610 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3611
3612 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3613 {
3614         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3615 }
3616 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3617
3618 #else
3619 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3620 {
3621         return __do_kmalloc(size, flags, 0);
3622 }
3623 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3624 #endif
3625
3626 /**
3627  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3628  * @cachep: The cache the allocation was from.
3629  * @objp: The previously allocated object.
3630  *
3631  * Free an object which was previously allocated from this
3632  * cache.
3633  */
3634 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3635 {
3636         unsigned long flags;
3637         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3638         if (!cachep)
3639                 return;
3640
3641         local_irq_save(flags);
3642         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3643         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3644                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3645         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3646         local_irq_restore(flags);
3647
3648         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3649 }
3650 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3651
3652 /**
3653  * kfree - free previously allocated memory
3654  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3655  *
3656  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3657  *
3658  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3659  * or you will run into trouble.
3660  */
3661 void kfree(const void *objp)
3662 {
3663         struct kmem_cache *c;
3664         unsigned long flags;
3665
3666         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3667
3668         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3669                 return;
3670         local_irq_save(flags);
3671         kfree_debugcheck(objp);
3672         c = virt_to_cache(objp);
3673         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3674
3675         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3676         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3677         local_irq_restore(flags);
3678 }
3679 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3680
3681 /*
3682  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3683  */
3684 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3685 {
3686         int node;
3687         struct kmem_cache_node *n;
3688         struct array_cache *new_shared;
3689         struct array_cache **new_alien = NULL;
3690
3691         for_each_online_node(node) {
3692
3693                 if (use_alien_caches) {
3694                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3695                         if (!new_alien)
3696                                 goto fail;
3697                 }
3698
3699                 new_shared = NULL;
3700                 if (cachep->shared) {
3701                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3702                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3703                                         0xbaadf00d, gfp);
3704                         if (!new_shared) {
3705                                 free_alien_cache(new_alien);
3706                                 goto fail;
3707                         }
3708                 }
3709
3710                 n = cachep->node[node];
3711                 if (n) {
3712                         struct array_cache *shared = n->shared;
3713
3714                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3715
3716                         if (shared)
3717                                 free_block(cachep, shared->entry,
3718                                                 shared->avail, node);
3719
3720                         n->shared = new_shared;
3721                         if (!n->alien) {
3722                                 n->alien = new_alien;
3723                                 new_alien = NULL;
3724                         }
3725                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3726                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3727                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3728                         kfree(shared);
3729                         free_alien_cache(new_alien);
3730                         continue;
3731                 }
3732                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3733                 if (!n) {
3734                         free_alien_cache(new_alien);
3735                         kfree(new_shared);
3736                         goto fail;
3737                 }
3738
3739                 kmem_cache_node_init(n);
3740                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3741                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3742                 n->shared = new_shared;
3743                 n->alien = new_alien;
3744                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3745                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3746                 cachep->node[node] = n;
3747         }
3748         return 0;
3749
3750 fail:
3751         if (!cachep->list.next) {
3752                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3753                 node--;
3754                 while (node >= 0) {
3755                         if (cachep->node[node]) {
3756                                 n = cachep->node[node];
3757
3758                                 kfree(n->shared);
3759                                 free_alien_cache(n->alien);
3760                                 kfree(n);
3761                                 cachep->node[node] = NULL;
3762                         }
3763                         node--;
3764                 }
3765         }
3766         return -ENOMEM;
3767 }
3768
3769 struct ccupdate_struct {
3770         struct kmem_cache *cachep;
3771         struct array_cache *new[0];
3772 };
3773
3774 static void do_ccupdate_local(void *info)
3775 {
3776         struct ccupdate_struct *new = info;
3777         struct array_cache *old;
3778
3779         check_irq_off();
3780         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3781
3782         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3783         new->new[smp_processor_id()] = old;
3784 }
3785
3786 /* Always called with the slab_mutex held */
3787 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3788                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3789 {
3790         struct ccupdate_struct *new;
3791         int i;
3792
3793         new = kzalloc(sizeof(*new) + nr_cpu_ids * sizeof(struct array_cache *),
3794                       gfp);
3795         if (!new)
3796                 return -ENOMEM;
3797
3798         for_each_online_cpu(i) {
3799                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
3800                                                 batchcount, gfp);
3801                 if (!new->new[i]) {
3802                         for (i--; i >= 0; i--)
3803                                 kfree(new->new[i]);
3804                         kfree(new);
3805                         return -ENOMEM;
3806                 }
3807         }
3808         new->cachep = cachep;
3809
3810         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3811
3812         check_irq_on();
3813         cachep->batchcount = batchcount;
3814         cachep->limit = limit;
3815         cachep->shared = shared;
3816
3817         for_each_online_cpu(i) {
3818                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3819                 if (!ccold)
3820                         continue;
3821                 spin_lock_irq(&cachep->node[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3822                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_mem(i));
3823                 spin_unlock_irq(&cachep->node[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3824                 kfree(ccold);
3825         }
3826         kfree(new);
3827         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
3828 }
3829
3830 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3831                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3832 {
3833         int ret;
3834         struct kmem_cache *c = NULL;
3835         int i = 0;
3836
3837         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3838
3839         if (slab_state < FULL)
3840                 return ret;
3841
3842         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3843                 return ret;
3844
3845         VM_BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
3846         for_each_memcg_cache_index(i) {
3847                 c = cache_from_memcg(cachep, i);
3848                 if (c)
3849                         /* return value determined by the parent cache only */
3850                         __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3851         }
3852
3853         return ret;
3854 }
3855
3856 /* Called with slab_mutex held always */
3857 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3858 {
3859         int err;
3860         int limit = 0;
3861         int shared = 0;
3862         int batchcount = 0;
3863
3864         if (!is_root_cache(cachep)) {
3865                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3866                 limit = root->limit;
3867                 shared = root->shared;
3868                 batchcount = root->batchcount;
3869         }
3870
3871         if (limit && shared && batchcount)
3872                 goto skip_setup;
3873         /*
3874          * The head array serves three purposes:
3875          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3876          * - reduce the number of spinlock operations.
3877          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3878          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3879          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3880          * Bonwick.
3881          */
3882         if (cachep->size > 131072)
3883                 limit = 1;
3884         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3885                 limit = 8;
3886         else if (cachep->size > 1024)
3887                 limit = 24;
3888         else if (cachep->size > 256)
3889                 limit = 54;
3890         else
3891                 limit = 120;
3892
3893         /*
3894          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3895          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3896          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3897          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3898          * replaces Bonwick's magazine layer.
3899          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3900          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3901          */
3902         shared = 0;
3903         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3904                 shared = 8;
3905
3906 #if DEBUG
3907         /*
3908          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3909          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3910          */
3911         if (limit > 32)
3912                 limit = 32;
3913 #endif
3914         batchcount = (limit + 1) / 2;
3915 skip_setup:
3916         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3917         if (err)
3918                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3919                        cachep->name, -err);
3920         return err;
3921 }
3922
3923 /*
3924  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3925  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3926  * if drain_array() is used on the shared array.
3927  */
3928 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3929                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3930 {
3931         int tofree;
3932
3933         if (!ac || !ac->avail)
3934                 return;
3935         if (ac->touched && !force) {
3936                 ac->touched = 0;
3937         } else {
3938                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3939                 if (ac->avail) {
3940                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3941                         if (tofree > ac->avail)
3942                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3943                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3944                         ac->avail -= tofree;
3945                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3946                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3947                 }
3948                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3949         }
3950 }
3951
3952 /**
3953  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3954  * @w: work descriptor
3955  *
3956  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3957  * Purpose:
3958  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3959  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3960  *
3961  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3962  * again on the next iteration.
3963  */
3964 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3965 {
3966         struct kmem_cache *searchp;
3967         struct kmem_cache_node *n;
3968         int node = numa_mem_id();
3969         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3970
3971         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3972                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3973                 goto out;
3974
3975         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3976                 check_irq_on();
3977
3978                 /*
3979                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
3980                  * have established with reasonable certainty that
3981                  * we can do some work if the lock was obtained.
3982                  */
3983                 n = searchp->node[node];
3984
3985                 reap_alien(searchp, n);
3986
3987                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3988
3989                 /*
3990                  * These are racy checks but it does not matter
3991                  * if we skip one check or scan twice.
3992                  */
3993                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
3994                         goto next;
3995
3996                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
3997
3998                 drain_array(searchp, n, n->shared, 0, node);
3999
4000                 if (n->free_touched)
4001                         n->free_touched = 0;
4002                 else {
4003                         int freed;
4004
4005                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
4006                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4007                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4008                 }
4009 next:
4010                 cond_resched();
4011         }
4012         check_irq_on();
4013         mutex_unlock(&slab_mutex);
4014         next_reap_node();
4015 out:
4016         /* Set up the next iteration */
4017         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4018 }
4019
4020 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4021 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4022 {
4023         struct page *page;
4024         unsigned long active_objs;
4025         unsigned long num_objs;
4026         unsigned long active_slabs = 0;
4027         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4028         const char *name;
4029         char *error = NULL;
4030         int node;
4031         struct kmem_cache_node *n;
4032
4033         active_objs = 0;
4034         num_slabs = 0;
4035         for_each_online_node(node) {
4036                 n = cachep->node[node];
4037                 if (!n)
4038                         continue;
4039
4040                 check_irq_on();
4041                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4042
4043                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
4044                         if (page->active != cachep->num && !error)
4045                                 error = "slabs_full accounting error";
4046                         active_objs += cachep->num;
4047                         active_slabs++;
4048                 }
4049                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
4050                         if (page->active == cachep->num && !error)
4051                                 error = "slabs_partial accounting error";
4052                         if (!page->active && !error)
4053                                 error = "slabs_partial accounting error";
4054                         active_objs += page->active;
4055                         active_slabs++;
4056                 }
4057                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
4058                         if (page->active && !error)
4059                                 error = "slabs_free accounting error";
4060                         num_slabs++;
4061                 }
4062                 free_objects += n->free_objects;
4063                 if (n->shared)
4064                         shared_avail += n->shared->avail;
4065
4066                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4067         }
4068         num_slabs += active_slabs;
4069         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4070         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4071                 error = "free_objects accounting error";
4072
4073         name = cachep->name;
4074         if (error)
4075                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4076
4077         sinfo->active_objs = active_objs;
4078         sinfo->num_objs = num_objs;
4079         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4080         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4081         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4082         sinfo->limit = cachep->limit;
4083         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4084         sinfo->shared = cachep->shared;
4085         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4086         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4087 }
4088
4089 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4090 {
4091 #if STATS
4092         {                       /* node stats */
4093                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4094                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4095                 unsigned long grown = cachep->grown;
4096                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4097                 unsigned long errors = cachep->errors;
4098                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4099                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4100                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4101                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4102
4103                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4104                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4105                            allocs, high, grown,
4106                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4107                            node_frees, overflows);
4108         }
4109         /* cpu stats */
4110         {
4111                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4112                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4113                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4114                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4115
4116                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4117                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4118         }
4119 #endif
4120 }
4121
4122 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4123 /**
4124  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4125  * @file: unused
4126  * @buffer: user buffer
4127  * @count: data length
4128  * @ppos: unused
4129  */
4130 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4131                        size_t count, loff_t *ppos)
4132 {
4133         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4134         int limit, batchcount, shared, res;
4135         struct kmem_cache *cachep;
4136
4137         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4138                 return -EINVAL;
4139         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4140                 return -EFAULT;
4141         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4142
4143         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4144         if (!tmp)
4145                 return -EINVAL;
4146         *tmp = '\0';
4147         tmp++;
4148         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4149                 return -EINVAL;
4150
4151         /* Find the cache in the chain of caches. */
4152         mutex_lock(&slab_mutex);
4153         res = -EINVAL;
4154         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4155                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4156                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4157                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4158                                 res = 0;
4159                         } else {
4160                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4161                                                        batchcount, shared,
4162                                                        GFP_KERNEL);
4163                         }
4164                         break;
4165                 }
4166         }
4167         mutex_unlock(&slab_mutex);
4168         if (res >= 0)
4169                 res = count;
4170         return res;
4171 }
4172
4173 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4174
4175 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4176 {
4177         mutex_lock(&slab_mutex);
4178         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4179 }
4180
4181 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4182 {
4183         unsigned long *p;
4184         int l;
4185         if (!v)
4186                 return 1;
4187         l = n[1];
4188         p = n + 2;
4189         while (l) {
4190                 int i = l/2;
4191                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4192                 if (*q == v) {
4193                         q[1]++;
4194                         return 1;
4195                 }
4196                 if (*q > v) {
4197                         l = i;
4198                 } else {
4199                         p = q + 2;
4200                         l -= i + 1;
4201                 }
4202         }
4203         if (++n[1] == n[0])
4204                 return 0;
4205         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4206         p[0] = v;
4207         p[1] = 1;
4208         return 1;
4209 }
4210
4211 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c,
4212                                                 struct page *page)
4213 {
4214         void *p;
4215         int i, j;
4216
4217         if (n[0] == n[1])
4218                 return;
4219         for (i = 0, p = page->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4220                 bool active = true;
4221
4222                 for (j = page->active; j < c->num; j++) {
4223                         /* Skip freed item */
4224                         if (slab_bufctl(page)[j] == i) {
4225                                 active = false;
4226                                 break;
4227                         }
4228                 }
4229                 if (!active)
4230                         continue;
4231
4232                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4233                         return;
4234         }
4235 }
4236
4237 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4238 {
4239 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4240         unsigned long offset, size;
4241         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4242
4243         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4244                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4245                 if (modname[0])
4246                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4247                 return;
4248         }
4249 #endif
4250         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4251 }
4252
4253 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4254 {
4255         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4256         struct page *page;
4257         struct kmem_cache_node *n;
4258         const char *name;
4259         unsigned long *x = m->private;
4260         int node;
4261         int i;
4262
4263         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4264                 return 0;
4265         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4266                 return 0;
4267
4268         /* OK, we can do it */
4269
4270         x[1] = 0;
4271
4272         for_each_online_node(node) {
4273                 n = cachep->node[node];
4274                 if (!n)
4275                         continue;
4276
4277                 check_irq_on();
4278                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4279
4280                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
4281                         handle_slab(x, cachep, page);
4282                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
4283                         handle_slab(x, cachep, page);
4284                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4285         }
4286         name = cachep->name;
4287         if (x[0] == x[1]) {
4288                 /* Increase the buffer size */
4289                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4290                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4291                 if (!m->private) {
4292                         /* Too bad, we are really out */
4293                         m->private = x;
4294                         mutex_lock(&slab_mutex);
4295                         return -ENOMEM;
4296                 }
4297                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4298                 kfree(x);
4299                 mutex_lock(&slab_mutex);
4300                 /* Now make sure this entry will be retried */
4301                 m->count = m->size;
4302                 return 0;
4303         }
4304         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4305                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4306                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4307                 seq_putc(m, '\n');
4308         }
4309
4310         return 0;
4311 }
4312
4313 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4314         .start = leaks_start,
4315         .next = slab_next,
4316         .stop = slab_stop,
4317         .show = leaks_show,
4318 };
4319
4320 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4321 {
4322         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4323         int ret = -ENOMEM;
4324         if (n) {
4325                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4326                 if (!ret) {
4327                         struct seq_file *m = file->private_data;
4328                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4329                         m->private = n;
4330                         n = NULL;
4331                 }
4332                 kfree(n);
4333         }
4334         return ret;
4335 }
4336
4337 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4338         .open           = slabstats_open,
4339         .read           = seq_read,
4340         .llseek         = seq_lseek,
4341         .release        = seq_release_private,
4342 };
4343 #endif
4344
4345 static int __init slab_proc_init(void)
4346 {
4347 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4348         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4349 #endif
4350         return 0;
4351 }
4352 module_init(slab_proc_init);
4353 #endif
4354
4355 /**
4356  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4357  * @objp: Pointer to the object
4358  *
4359  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4360  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4361  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4362  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4363  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4364  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4365  * must not be freed during the duration of the call.
4366  */
4367 size_t ksize(const void *objp)
4368 {
4369         BUG_ON(!objp);
4370         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4371                 return 0;
4372
4373         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4374 }
4375 EXPORT_SYMBOL(ksize);