2a7132ec4ff64f560929b07e6009031520cce3b7
[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  * kmem_bufctl_t:
168  *
169  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
170  * linked offsets.
171  *
172  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
173  * slab an object belongs to.
174  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
175  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
176  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
177  * that does not use off-slab slabs.
178  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
179  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
180  * to have too many per slab.
181  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
182  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
183  */
184
185 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
186 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
187 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
188 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
189 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
190
191 /*
192  * struct slab_rcu
193  *
194  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
195  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
196  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
197  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
198  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
199  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
200  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
201  *
202  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
203  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
204  */
205 struct slab_rcu {
206         struct rcu_head head;
207         struct kmem_cache *cachep;
208         void *addr;
209 };
210
211 /*
212  * struct slab
213  *
214  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
215  * for a slab, or allocated from an general cache.
216  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
217  */
218 struct slab {
219         union {
220                 struct {
221                         struct list_head list;
222                         unsigned long colouroff;
223                         void *s_mem;            /* including colour offset */
224                         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
225                         kmem_bufctl_t free;
226                         unsigned short nodeid;
227                 };
228                 struct slab_rcu __slab_cover_slab_rcu;
229         };
230 };
231
232 /*
233  * struct array_cache
234  *
235  * Purpose:
236  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
237  * - reduce the number of linked list operations
238  * - reduce spinlock operations
239  *
240  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
241  * footprint.
242  *
243  */
244 struct array_cache {
245         unsigned int avail;
246         unsigned int limit;
247         unsigned int batchcount;
248         unsigned int touched;
249         spinlock_t lock;
250         void *entry[];  /*
251                          * Must have this definition in here for the proper
252                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
253                          * the entries.
254                          *
255                          * Entries should not be directly dereferenced as
256                          * entries belonging to slabs marked pfmemalloc will
257                          * have the lower bits set SLAB_OBJ_PFMEMALLOC
258                          */
259 };
260
261 #define SLAB_OBJ_PFMEMALLOC     1
262 static inline bool is_obj_pfmemalloc(void *objp)
263 {
264         return (unsigned long)objp & SLAB_OBJ_PFMEMALLOC;
265 }
266
267 static inline void set_obj_pfmemalloc(void **objp)
268 {
269         *objp = (void *)((unsigned long)*objp | SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
270         return;
271 }
272
273 static inline void clear_obj_pfmemalloc(void **objp)
274 {
275         *objp = (void *)((unsigned long)*objp & ~SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
276 }
277
278 /*
279  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
280  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
281  */
282 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
283 struct arraycache_init {
284         struct array_cache cache;
285         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
286 };
287
288 /*
289  * The slab lists for all objects.
290  */
291 struct kmem_list3 {
292         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
293         struct list_head slabs_full;
294         struct list_head slabs_free;
295         unsigned long free_objects;
296         unsigned int free_limit;
297         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
298         spinlock_t list_lock;
299         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
300         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
301         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
302         int free_touched;               /* updated without locking */
303 };
304
305 /*
306  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
307  */
308 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
309 static struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
310 #define CACHE_CACHE 0
311 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
312 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
313
314 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
315                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
316 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
317                         int node);
318 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
319 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
320
321 struct kmem_cache *kmalloc_caches[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1];
322 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_caches);
323
324 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
325 struct kmem_cache *kmalloc_dma_caches[KMALLOC_SHIFT_HIGH + 1];
326 EXPORT_SYMBOL(kmalloc_dma_caches);
327 #endif
328
329 static int slab_early_init = 1;
330
331 #define INDEX_AC kmalloc_index(sizeof(struct arraycache_init))
332 #define INDEX_L3 kmalloc_index(sizeof(struct kmem_list3))
333
334 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
335 {
336         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
337         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
338         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
339         parent->shared = NULL;
340         parent->alien = NULL;
341         parent->colour_next = 0;
342         spin_lock_init(&parent->list_lock);
343         parent->free_objects = 0;
344         parent->free_touched = 0;
345 }
346
347 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
348         do {                                                            \
349                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
350                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
351         } while (0)
352
353 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
354         do {                                                            \
355         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
356         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
357         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
358         } while (0)
359
360 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
361 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
362
363 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
364 /*
365  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
366  * cpucache drain/refill cycles.
367  *
368  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
369  * which could lock up otherwise freeable slabs.
370  */
371 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
372 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
373
374 #if STATS
375 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
376 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
377 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
378 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
379 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
380 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
381         do {                                                            \
382                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
383                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
384         } while (0)
385 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
386 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
387 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
388 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
389 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
390         do {                                                            \
391                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
392                         (x)->max_freeable = i;                          \
393         } while (0)
394 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
395 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
396 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
397 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
398 #else
399 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
400 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
401 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
402 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
403 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
404 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
405 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
406 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
407 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
408 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
409 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
410 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
411 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
412 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
413 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
414 #endif
415
416 #if DEBUG
417
418 /*
419  * memory layout of objects:
420  * 0            : objp
421  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
422  *              the end of an object is aligned with the end of the real
423  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
424  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
425  *              redzone word.
426  * cachep->obj_offset: The real object.
427  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
428  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
429  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
430  */
431 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
432 {
433         return cachep->obj_offset;
434 }
435
436 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
437 {
438         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
439         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
440                                       sizeof(unsigned long long));
441 }
442
443 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
444 {
445         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
446         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
447                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
448                                               sizeof(unsigned long long) -
449                                               REDZONE_ALIGN);
450         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
451                                        sizeof(unsigned long long));
452 }
453
454 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
455 {
456         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
457         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
458 }
459
460 #else
461
462 #define obj_offset(x)                   0
463 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
464 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
465 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
466
467 #endif
468
469 /*
470  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
471  * overridden on the command line.
472  */
473 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
474 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
475 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
476 static bool slab_max_order_set __initdata;
477
478 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
479 {
480         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
481         return page->slab_cache;
482 }
483
484 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
485 {
486         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
487
488         VM_BUG_ON(!PageSlab(page));
489         return page->slab_page;
490 }
491
492 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
493                                  unsigned int idx)
494 {
495         return slab->s_mem + cache->size * idx;
496 }
497
498 /*
499  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
500  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
501  *   we can replace (offset / cache->size) by
502  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
503  */
504 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
505                                         const struct slab *slab, void *obj)
506 {
507         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
508         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
509 }
510
511 static struct arraycache_init initarray_generic =
512     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
513
514 /* internal cache of cache description objs */
515 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
516         .batchcount = 1,
517         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
518         .shared = 1,
519         .size = sizeof(struct kmem_cache),
520         .name = "kmem_cache",
521 };
522
523 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
524
525 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
526
527 /*
528  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
529  * for other slabs "off slab".
530  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
531  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
532  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
533  *
534  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
535  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
536  * then comes back up during hotplug
537  */
538 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
539 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
540
541 static struct lock_class_key debugobj_l3_key;
542 static struct lock_class_key debugobj_alc_key;
543
544 static void slab_set_lock_classes(struct kmem_cache *cachep,
545                 struct lock_class_key *l3_key, struct lock_class_key *alc_key,
546                 int q)
547 {
548         struct array_cache **alc;
549         struct kmem_list3 *l3;
550         int r;
551
552         l3 = cachep->nodelists[q];
553         if (!l3)
554                 return;
555
556         lockdep_set_class(&l3->list_lock, l3_key);
557         alc = l3->alien;
558         /*
559          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
560          * should go away when common slab code is taught to
561          * work even without alien caches.
562          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
563          * for alloc_alien_cache,
564          */
565         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
566                 return;
567         for_each_node(r) {
568                 if (alc[r])
569                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock, alc_key);
570         }
571 }
572
573 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
574 {
575         slab_set_lock_classes(cachep, &debugobj_l3_key, &debugobj_alc_key, node);
576 }
577
578 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
579 {
580         int node;
581
582         for_each_online_node(node)
583                 slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
584 }
585
586 static void init_node_lock_keys(int q)
587 {
588         int i;
589
590         if (slab_state < UP)
591                 return;
592
593         for (i = 1; i < PAGE_SHIFT + MAX_ORDER; i++) {
594                 struct kmem_list3 *l3;
595                 struct kmem_cache *cache = kmalloc_caches[i];
596
597                 if (!cache)
598                         continue;
599
600                 l3 = cache->nodelists[q];
601                 if (!l3 || OFF_SLAB(cache))
602                         continue;
603
604                 slab_set_lock_classes(cache, &on_slab_l3_key,
605                                 &on_slab_alc_key, q);
606         }
607 }
608
609 static void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int q)
610 {
611         struct kmem_list3 *l3;
612         l3 = cachep->nodelists[q];
613         if (!l3)
614                 return;
615
616         slab_set_lock_classes(cachep, &on_slab_l3_key,
617                         &on_slab_alc_key, q);
618 }
619
620 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
621 {
622         int node;
623
624         VM_BUG_ON(OFF_SLAB(cachep));
625         for_each_node(node)
626                 on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
627 }
628
629 static inline void init_lock_keys(void)
630 {
631         int node;
632
633         for_each_node(node)
634                 init_node_lock_keys(node);
635 }
636 #else
637 static void init_node_lock_keys(int q)
638 {
639 }
640
641 static inline void init_lock_keys(void)
642 {
643 }
644
645 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
646 {
647 }
648
649 static inline void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
650 {
651 }
652
653 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
654 {
655 }
656
657 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
658 {
659 }
660 #endif
661
662 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
663
664 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
665 {
666         return cachep->array[smp_processor_id()];
667 }
668
669 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
670                                                         gfp_t gfpflags)
671 {
672         int i;
673
674 #if DEBUG
675         /* This happens if someone tries to call
676          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
677          * the generic caches are initialized.
678          */
679         BUG_ON(kmalloc_caches[INDEX_AC] == NULL);
680 #endif
681         if (!size)
682                 return ZERO_SIZE_PTR;
683
684         i = kmalloc_index(size);
685
686         /*
687          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
688          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
689          * for large kmalloc calls required.
690          */
691 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
692         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
693                 return kmalloc_dma_caches[i];
694 #endif
695         return kmalloc_caches[i];
696 }
697
698 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
699 {
700         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
701 }
702
703 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
704 {
705         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
706 }
707
708 /*
709  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
710  */
711 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
712                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
713                            unsigned int *num)
714 {
715         int nr_objs;
716         size_t mgmt_size;
717         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
718
719         /*
720          * The slab management structure can be either off the slab or
721          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
722          * slab is used for:
723          *
724          * - The struct slab
725          * - One kmem_bufctl_t for each object
726          * - Padding to respect alignment of @align
727          * - @buffer_size bytes for each object
728          *
729          * If the slab management structure is off the slab, then the
730          * alignment will already be calculated into the size. Because
731          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
732          * correct alignment when allocated.
733          */
734         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
735                 mgmt_size = 0;
736                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
737
738                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
739                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
740         } else {
741                 /*
742                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
743                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
744                  * least @align. In the worst case, this result will
745                  * be one greater than the number of objects that fit
746                  * into the memory allocation when taking the padding
747                  * into account.
748                  */
749                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
750                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
751
752                 /*
753                  * This calculated number will be either the right
754                  * amount, or one greater than what we want.
755                  */
756                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
757                        > slab_size)
758                         nr_objs--;
759
760                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
761                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
762
763                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
764         }
765         *num = nr_objs;
766         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
767 }
768
769 #if DEBUG
770 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
771
772 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
773                         char *msg)
774 {
775         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
776                function, cachep->name, msg);
777         dump_stack();
778         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
779 }
780 #endif
781
782 /*
783  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
784  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
785  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
786  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
787  * line
788   */
789
790 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
791 static int __init noaliencache_setup(char *s)
792 {
793         use_alien_caches = 0;
794         return 1;
795 }
796 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
797
798 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
799 {
800         get_option(&str, &slab_max_order);
801         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
802                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
803         slab_max_order_set = true;
804
805         return 1;
806 }
807 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
808
809 #ifdef CONFIG_NUMA
810 /*
811  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
812  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
813  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
814  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
815  */
816 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
817
818 static void init_reap_node(int cpu)
819 {
820         int node;
821
822         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
823         if (node == MAX_NUMNODES)
824                 node = first_node(node_online_map);
825
826         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
827 }
828
829 static void next_reap_node(void)
830 {
831         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
832
833         node = next_node(node, node_online_map);
834         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
835                 node = first_node(node_online_map);
836         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
837 }
838
839 #else
840 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
841 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
842 #endif
843
844 /*
845  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
846  * via the workqueue/eventd.
847  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
848  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
849  * lock.
850  */
851 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
852 {
853         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
854
855         /*
856          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
857          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
858          * at that time.
859          */
860         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
861                 init_reap_node(cpu);
862                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
863                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
864                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
865         }
866 }
867
868 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
869                                             int batchcount, gfp_t gfp)
870 {
871         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
872         struct array_cache *nc = NULL;
873
874         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
875         /*
876          * The array_cache structures contain pointers to free object.
877          * However, when such objects are allocated or transferred to another
878          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
879          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
880          * not scan such objects.
881          */
882         kmemleak_no_scan(nc);
883         if (nc) {
884                 nc->avail = 0;
885                 nc->limit = entries;
886                 nc->batchcount = batchcount;
887                 nc->touched = 0;
888                 spin_lock_init(&nc->lock);
889         }
890         return nc;
891 }
892
893 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct slab *slabp)
894 {
895         struct page *page = virt_to_page(slabp->s_mem);
896
897         return PageSlabPfmemalloc(page);
898 }
899
900 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
901 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
902                                                 struct array_cache *ac)
903 {
904         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[numa_mem_id()];
905         struct slab *slabp;
906         unsigned long flags;
907
908         if (!pfmemalloc_active)
909                 return;
910
911         spin_lock_irqsave(&l3->list_lock, flags);
912         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
913                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
914                         goto out;
915
916         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
917                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
918                         goto out;
919
920         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list)
921                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
922                         goto out;
923
924         pfmemalloc_active = false;
925 out:
926         spin_unlock_irqrestore(&l3->list_lock, flags);
927 }
928
929 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
930                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
931 {
932         int i;
933         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
934
935         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
936         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
937                 struct kmem_list3 *l3;
938
939                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
940                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
941                         return objp;
942                 }
943
944                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
945                 for (i = 0; i < ac->avail; i++) {
946                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
947                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
948                                 objp = ac->entry[i];
949                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
950                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
951                                 return objp;
952                         }
953                 }
954
955                 /*
956                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
957                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
958                  */
959                 l3 = cachep->nodelists[numa_mem_id()];
960                 if (!list_empty(&l3->slabs_free) && force_refill) {
961                         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
962                         ClearPageSlabPfmemalloc(virt_to_head_page(slabp->s_mem));
963                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
964                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
965                         return objp;
966                 }
967
968                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
969                 ac->avail++;
970                 objp = NULL;
971         }
972
973         return objp;
974 }
975
976 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
977                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
978 {
979         void *objp;
980
981         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
982                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
983         else
984                 objp = ac->entry[--ac->avail];
985
986         return objp;
987 }
988
989 static void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
990                                                                 void *objp)
991 {
992         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
993                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
994                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
995                 if (PageSlabPfmemalloc(page))
996                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
997         }
998
999         return objp;
1000 }
1001
1002 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
1003                                                                 void *objp)
1004 {
1005         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
1006                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
1007
1008         ac->entry[ac->avail++] = objp;
1009 }
1010
1011 /*
1012  * Transfer objects in one arraycache to another.
1013  * Locking must be handled by the caller.
1014  *
1015  * Return the number of entries transferred.
1016  */
1017 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
1018                 struct array_cache *from, unsigned int max)
1019 {
1020         /* Figure out how many entries to transfer */
1021         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
1022
1023         if (!nr)
1024                 return 0;
1025
1026         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
1027                         sizeof(void *) *nr);
1028
1029         from->avail -= nr;
1030         to->avail += nr;
1031         return nr;
1032 }
1033
1034 #ifndef CONFIG_NUMA
1035
1036 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1037 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1038
1039 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1040 {
1041         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1042 }
1043
1044 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1045 {
1046 }
1047
1048 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1049 {
1050         return 0;
1051 }
1052
1053 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1054                 gfp_t flags)
1055 {
1056         return NULL;
1057 }
1058
1059 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1060                  gfp_t flags, int nodeid)
1061 {
1062         return NULL;
1063 }
1064
1065 #else   /* CONFIG_NUMA */
1066
1067 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1068 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1069
1070 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1071 {
1072         struct array_cache **ac_ptr;
1073         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1074         int i;
1075
1076         if (limit > 1)
1077                 limit = 12;
1078         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
1079         if (ac_ptr) {
1080                 for_each_node(i) {
1081                         if (i == node || !node_online(i))
1082                                 continue;
1083                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
1084                         if (!ac_ptr[i]) {
1085                                 for (i--; i >= 0; i--)
1086                                         kfree(ac_ptr[i]);
1087                                 kfree(ac_ptr);
1088                                 return NULL;
1089                         }
1090                 }
1091         }
1092         return ac_ptr;
1093 }
1094
1095 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1096 {
1097         int i;
1098
1099         if (!ac_ptr)
1100                 return;
1101         for_each_node(i)
1102             kfree(ac_ptr[i]);
1103         kfree(ac_ptr);
1104 }
1105
1106 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1107                                 struct array_cache *ac, int node)
1108 {
1109         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1110
1111         if (ac->avail) {
1112                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1113                 /*
1114                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1115                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1116                  * into the free lists and getting them back later.
1117                  */
1118                 if (rl3->shared)
1119                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1120
1121                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1122                 ac->avail = 0;
1123                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1124         }
1125 }
1126
1127 /*
1128  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1129  */
1130 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1131 {
1132         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1133
1134         if (l3->alien) {
1135                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1136
1137                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1138                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1139                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1140                 }
1141         }
1142 }
1143
1144 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1145                                 struct array_cache **alien)
1146 {
1147         int i = 0;
1148         struct array_cache *ac;
1149         unsigned long flags;
1150
1151         for_each_online_node(i) {
1152                 ac = alien[i];
1153                 if (ac) {
1154                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1155                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1156                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1157                 }
1158         }
1159 }
1160
1161 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1162 {
1163         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1164         int nodeid = slabp->nodeid;
1165         struct kmem_list3 *l3;
1166         struct array_cache *alien = NULL;
1167         int node;
1168
1169         node = numa_mem_id();
1170
1171         /*
1172          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1173          * cache on this cpu.
1174          */
1175         if (likely(slabp->nodeid == node))
1176                 return 0;
1177
1178         l3 = cachep->nodelists[node];
1179         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1180         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1181                 alien = l3->alien[nodeid];
1182                 spin_lock(&alien->lock);
1183                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1184                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1185                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1186                 }
1187                 ac_put_obj(cachep, alien, objp);
1188                 spin_unlock(&alien->lock);
1189         } else {
1190                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1191                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1192                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1193         }
1194         return 1;
1195 }
1196 #endif
1197
1198 /*
1199  * Allocates and initializes nodelists for a node on each slab cache, used for
1200  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_list3
1201  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1202  * When hotplugging memory or a cpu, existing nodelists are not replaced if
1203  * already in use.
1204  *
1205  * Must hold slab_mutex.
1206  */
1207 static int init_cache_nodelists_node(int node)
1208 {
1209         struct kmem_cache *cachep;
1210         struct kmem_list3 *l3;
1211         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1212
1213         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1214                 /*
1215                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1216                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1217                  * node has not already allocated this
1218                  */
1219                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1220                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1221                         if (!l3)
1222                                 return -ENOMEM;
1223                         kmem_list3_init(l3);
1224                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1225                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1226
1227                         /*
1228                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1229                          * go.  slab_mutex is sufficient
1230                          * protection here.
1231                          */
1232                         cachep->nodelists[node] = l3;
1233                 }
1234
1235                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1236                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1237                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1238                         cachep->batchcount + cachep->num;
1239                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1240         }
1241         return 0;
1242 }
1243
1244 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1245 {
1246         struct kmem_cache *cachep;
1247         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1248         int node = cpu_to_mem(cpu);
1249         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1250
1251         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1252                 struct array_cache *nc;
1253                 struct array_cache *shared;
1254                 struct array_cache **alien;
1255
1256                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1257                 nc = cachep->array[cpu];
1258                 cachep->array[cpu] = NULL;
1259                 l3 = cachep->nodelists[node];
1260
1261                 if (!l3)
1262                         goto free_array_cache;
1263
1264                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1265
1266                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1267                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1268                 if (nc)
1269                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1270
1271                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1272                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1273                         goto free_array_cache;
1274                 }
1275
1276                 shared = l3->shared;
1277                 if (shared) {
1278                         free_block(cachep, shared->entry,
1279                                    shared->avail, node);
1280                         l3->shared = NULL;
1281                 }
1282
1283                 alien = l3->alien;
1284                 l3->alien = NULL;
1285
1286                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1287
1288                 kfree(shared);
1289                 if (alien) {
1290                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1291                         free_alien_cache(alien);
1292                 }
1293 free_array_cache:
1294                 kfree(nc);
1295         }
1296         /*
1297          * In the previous loop, all the objects were freed to
1298          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1299          * shrink each nodelist to its limit.
1300          */
1301         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1302                 l3 = cachep->nodelists[node];
1303                 if (!l3)
1304                         continue;
1305                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1306         }
1307 }
1308
1309 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1310 {
1311         struct kmem_cache *cachep;
1312         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1313         int node = cpu_to_mem(cpu);
1314         int err;
1315
1316         /*
1317          * We need to do this right in the beginning since
1318          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1319          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1320          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1321          */
1322         err = init_cache_nodelists_node(node);
1323         if (err < 0)
1324                 goto bad;
1325
1326         /*
1327          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1328          * array caches
1329          */
1330         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1331                 struct array_cache *nc;
1332                 struct array_cache *shared = NULL;
1333                 struct array_cache **alien = NULL;
1334
1335                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1336                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1337                 if (!nc)
1338                         goto bad;
1339                 if (cachep->shared) {
1340                         shared = alloc_arraycache(node,
1341                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1342                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1343                         if (!shared) {
1344                                 kfree(nc);
1345                                 goto bad;
1346                         }
1347                 }
1348                 if (use_alien_caches) {
1349                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1350                         if (!alien) {
1351                                 kfree(shared);
1352                                 kfree(nc);
1353                                 goto bad;
1354                         }
1355                 }
1356                 cachep->array[cpu] = nc;
1357                 l3 = cachep->nodelists[node];
1358                 BUG_ON(!l3);
1359
1360                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1361                 if (!l3->shared) {
1362                         /*
1363                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1364                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1365                          */
1366                         l3->shared = shared;
1367                         shared = NULL;
1368                 }
1369 #ifdef CONFIG_NUMA
1370                 if (!l3->alien) {
1371                         l3->alien = alien;
1372                         alien = NULL;
1373                 }
1374 #endif
1375                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1376                 kfree(shared);
1377                 free_alien_cache(alien);
1378                 if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS)
1379                         slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
1380                 else if (!OFF_SLAB(cachep) &&
1381                          !(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1382                         on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
1383         }
1384         init_node_lock_keys(node);
1385
1386         return 0;
1387 bad:
1388         cpuup_canceled(cpu);
1389         return -ENOMEM;
1390 }
1391
1392 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1393                                     unsigned long action, void *hcpu)
1394 {
1395         long cpu = (long)hcpu;
1396         int err = 0;
1397
1398         switch (action) {
1399         case CPU_UP_PREPARE:
1400         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1401                 mutex_lock(&slab_mutex);
1402                 err = cpuup_prepare(cpu);
1403                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1404                 break;
1405         case CPU_ONLINE:
1406         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1407                 start_cpu_timer(cpu);
1408                 break;
1409 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1410         case CPU_DOWN_PREPARE:
1411         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1412                 /*
1413                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1414                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1415                  * anything expensive but will only modify reap_work
1416                  * and reschedule the timer.
1417                 */
1418                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1419                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1420                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1421                 break;
1422         case CPU_DOWN_FAILED:
1423         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1424                 start_cpu_timer(cpu);
1425                 break;
1426         case CPU_DEAD:
1427         case CPU_DEAD_FROZEN:
1428                 /*
1429                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1430                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1431                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1432                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1433                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1434                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1435                  */
1436                 /* fall through */
1437 #endif
1438         case CPU_UP_CANCELED:
1439         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1440                 mutex_lock(&slab_mutex);
1441                 cpuup_canceled(cpu);
1442                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1443                 break;
1444         }
1445         return notifier_from_errno(err);
1446 }
1447
1448 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1449         &cpuup_callback, NULL, 0
1450 };
1451
1452 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1453 /*
1454  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1455  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1456  * removed.
1457  *
1458  * Must hold slab_mutex.
1459  */
1460 static int __meminit drain_cache_nodelists_node(int node)
1461 {
1462         struct kmem_cache *cachep;
1463         int ret = 0;
1464
1465         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1466                 struct kmem_list3 *l3;
1467
1468                 l3 = cachep->nodelists[node];
1469                 if (!l3)
1470                         continue;
1471
1472                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1473
1474                 if (!list_empty(&l3->slabs_full) ||
1475                     !list_empty(&l3->slabs_partial)) {
1476                         ret = -EBUSY;
1477                         break;
1478                 }
1479         }
1480         return ret;
1481 }
1482
1483 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1484                                         unsigned long action, void *arg)
1485 {
1486         struct memory_notify *mnb = arg;
1487         int ret = 0;
1488         int nid;
1489
1490         nid = mnb->status_change_nid;
1491         if (nid < 0)
1492                 goto out;
1493
1494         switch (action) {
1495         case MEM_GOING_ONLINE:
1496                 mutex_lock(&slab_mutex);
1497                 ret = init_cache_nodelists_node(nid);
1498                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1499                 break;
1500         case MEM_GOING_OFFLINE:
1501                 mutex_lock(&slab_mutex);
1502                 ret = drain_cache_nodelists_node(nid);
1503                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1504                 break;
1505         case MEM_ONLINE:
1506         case MEM_OFFLINE:
1507         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1508         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1509                 break;
1510         }
1511 out:
1512         return notifier_from_errno(ret);
1513 }
1514 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1515
1516 /*
1517  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1518  */
1519 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1520                                 int nodeid)
1521 {
1522         struct kmem_list3 *ptr;
1523
1524         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_NOWAIT, nodeid);
1525         BUG_ON(!ptr);
1526
1527         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1528         /*
1529          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1530          */
1531         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1532
1533         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1534         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1535 }
1536
1537 /*
1538  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1539  * size of kmem_list3.
1540  */
1541 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1542 {
1543         int node;
1544
1545         for_each_online_node(node) {
1546                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1547                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1548                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1549                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1550         }
1551 }
1552
1553 /*
1554  * The memory after the last cpu cache pointer is used for the
1555  * the nodelists pointer.
1556  */
1557 static void setup_nodelists_pointer(struct kmem_cache *cachep)
1558 {
1559         cachep->nodelists = (struct kmem_list3 **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
1560 }
1561
1562 /*
1563  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1564  * before smp_init().
1565  */
1566 void __init kmem_cache_init(void)
1567 {
1568         int i;
1569
1570         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1571         setup_nodelists_pointer(kmem_cache);
1572
1573         if (num_possible_nodes() == 1)
1574                 use_alien_caches = 0;
1575
1576         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1577                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1578
1579         set_up_list3s(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1580
1581         /*
1582          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1583          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1584          * not overridden on the command line.
1585          */
1586         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1587                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1588
1589         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1590          * from caches that do not exist yet:
1591          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1592          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1593          *    kmem_cache is statically allocated.
1594          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1595          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1596          *    array at the end of the bootstrap.
1597          * 2) Create the first kmalloc cache.
1598          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1599          *    An __init data area is used for the head array.
1600          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1601          *    head arrays.
1602          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1603          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1604          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for kmem_cache and
1605          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1606          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1607          */
1608
1609         /* 1) create the kmem_cache */
1610
1611         /*
1612          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1613          */
1614         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1615                 offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1616                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *),
1617                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1618         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1619
1620         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1621
1622         /*
1623          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1624          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1625          * bug.
1626          */
1627
1628         kmalloc_caches[INDEX_AC] = create_kmalloc_cache("kmalloc-ac",
1629                                         kmalloc_size(INDEX_AC), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1630
1631         if (INDEX_AC != INDEX_L3)
1632                 kmalloc_caches[INDEX_L3] =
1633                         create_kmalloc_cache("kmalloc-l3",
1634                                 kmalloc_size(INDEX_L3), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1635
1636         slab_early_init = 0;
1637
1638         for (i = 1; i < PAGE_SHIFT + MAX_ORDER; i++) {
1639                 size_t cs_size = kmalloc_size(i);
1640
1641                 if (cs_size < KMALLOC_MIN_SIZE)
1642                         continue;
1643
1644                 if (!kmalloc_caches[i]) {
1645                         /*
1646                          * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1647                          * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1648                          * eliminates "false sharing".
1649                          * Note for systems short on memory removing the alignment will
1650                          * allow tighter packing of the smaller caches.
1651                          */
1652                         kmalloc_caches[i] = create_kmalloc_cache("kmalloc",
1653                                         cs_size, ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1654                 }
1655
1656 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1657                 kmalloc_dma_caches[i] = create_kmalloc_cache(
1658                         "kmalloc-dma", cs_size,
1659                         SLAB_CACHE_DMA|ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1660 #endif
1661         }
1662         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1663         {
1664                 struct array_cache *ptr;
1665
1666                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1667
1668                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmem_cache),
1669                        sizeof(struct arraycache_init));
1670                 /*
1671                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1672                  */
1673                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1674
1675                 kmem_cache->array[smp_processor_id()] = ptr;
1676
1677                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1678
1679                 BUG_ON(cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC])
1680                        != &initarray_generic.cache);
1681                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC]),
1682                        sizeof(struct arraycache_init));
1683                 /*
1684                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1685                  */
1686                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1687
1688                 kmalloc_caches[INDEX_AC]->array[smp_processor_id()] = ptr;
1689         }
1690         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1691         {
1692                 int nid;
1693
1694                 for_each_online_node(nid) {
1695                         init_list(kmem_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1696
1697                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_AC],
1698                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1699
1700                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1701                                 init_list(kmalloc_caches[INDEX_L3],
1702                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1703                         }
1704                 }
1705         }
1706
1707         slab_state = UP;
1708
1709         /* Create the proper names */
1710         for (i = 1; i < PAGE_SHIFT + MAX_ORDER; i++) {
1711                 char *s;
1712                 struct kmem_cache *c = kmalloc_caches[i];
1713
1714                 if (!c)
1715                         continue;
1716
1717                 s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "kmalloc-%d", kmalloc_size(i));
1718
1719                 BUG_ON(!s);
1720                 c->name = s;
1721
1722 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1723                 c = kmalloc_dma_caches[i];
1724                 BUG_ON(!c);
1725                 s = kasprintf(GFP_NOWAIT, "dma-kmalloc-%d", kmalloc_size(i));
1726                 BUG_ON(!s);
1727                 c->name = s;
1728 #endif
1729         }
1730 }
1731
1732 void __init kmem_cache_init_late(void)
1733 {
1734         struct kmem_cache *cachep;
1735
1736         slab_state = UP;
1737
1738         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1739         mutex_lock(&slab_mutex);
1740         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1741                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1742                         BUG();
1743         mutex_unlock(&slab_mutex);
1744
1745         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1746         init_lock_keys();
1747
1748         /* Done! */
1749         slab_state = FULL;
1750
1751         /*
1752          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1753          * cpu_cache_get for all new cpus
1754          */
1755         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1756
1757 #ifdef CONFIG_NUMA
1758         /*
1759          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1760          * nodelists.
1761          */
1762         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1763 #endif
1764
1765         /*
1766          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1767          * of the kernel is not yet operational.
1768          */
1769 }
1770
1771 static int __init cpucache_init(void)
1772 {
1773         int cpu;
1774
1775         /*
1776          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1777          */
1778         for_each_online_cpu(cpu)
1779                 start_cpu_timer(cpu);
1780
1781         /* Done! */
1782         slab_state = FULL;
1783         return 0;
1784 }
1785 __initcall(cpucache_init);
1786
1787 static noinline void
1788 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1789 {
1790         struct kmem_list3 *l3;
1791         struct slab *slabp;
1792         unsigned long flags;
1793         int node;
1794
1795         printk(KERN_WARNING
1796                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1797                 nodeid, gfpflags);
1798         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1799                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1800
1801         for_each_online_node(node) {
1802                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1803                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1804
1805                 l3 = cachep->nodelists[node];
1806                 if (!l3)
1807                         continue;
1808
1809                 spin_lock_irqsave(&l3->list_lock, flags);
1810                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
1811                         active_objs += cachep->num;
1812                         active_slabs++;
1813                 }
1814                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
1815                         active_objs += slabp->inuse;
1816                         active_slabs++;
1817                 }
1818                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list)
1819                         num_slabs++;
1820
1821                 free_objects += l3->free_objects;
1822                 spin_unlock_irqrestore(&l3->list_lock, flags);
1823
1824                 num_slabs += active_slabs;
1825                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1826                 printk(KERN_WARNING
1827                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1828                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1829                         free_objects);
1830         }
1831 }
1832
1833 /*
1834  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1835  *
1836  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1837  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1838  * would be relatively rare and ignorable.
1839  */
1840 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1841 {
1842         struct page *page;
1843         int nr_pages;
1844         int i;
1845
1846 #ifndef CONFIG_MMU
1847         /*
1848          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1849          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1850          */
1851         flags |= __GFP_COMP;
1852 #endif
1853
1854         flags |= cachep->allocflags;
1855         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1856                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1857
1858         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1859         if (!page) {
1860                 if (!(flags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1861                         slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1862                 return NULL;
1863         }
1864
1865         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1866         if (unlikely(page->pfmemalloc))
1867                 pfmemalloc_active = true;
1868
1869         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1870         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1871                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1872                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1873         else
1874                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1875                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1876         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1877                 __SetPageSlab(page + i);
1878
1879                 if (page->pfmemalloc)
1880                         SetPageSlabPfmemalloc(page + i);
1881         }
1882         memcg_bind_pages(cachep, cachep->gfporder);
1883
1884         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1885                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1886
1887                 if (cachep->ctor)
1888                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1889                 else
1890                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1891         }
1892
1893         return page_address(page);
1894 }
1895
1896 /*
1897  * Interface to system's page release.
1898  */
1899 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1900 {
1901         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1902         struct page *page = virt_to_page(addr);
1903         const unsigned long nr_freed = i;
1904
1905         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1906
1907         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1908                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1909                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1910         else
1911                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1912                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1913         while (i--) {
1914                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1915                 __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1916                 __ClearPageSlab(page);
1917                 page++;
1918         }
1919
1920         memcg_release_pages(cachep, cachep->gfporder);
1921         if (current->reclaim_state)
1922                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1923         free_memcg_kmem_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1924 }
1925
1926 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1927 {
1928         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1929         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1930
1931         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1932         if (OFF_SLAB(cachep))
1933                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1934 }
1935
1936 #if DEBUG
1937
1938 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1939 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1940                             unsigned long caller)
1941 {
1942         int size = cachep->object_size;
1943
1944         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1945
1946         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1947                 return;
1948
1949         *addr++ = 0x12345678;
1950         *addr++ = caller;
1951         *addr++ = smp_processor_id();
1952         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1953         {
1954                 unsigned long *sptr = &caller;
1955                 unsigned long svalue;
1956
1957                 while (!kstack_end(sptr)) {
1958                         svalue = *sptr++;
1959                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1960                                 *addr++ = svalue;
1961                                 size -= sizeof(unsigned long);
1962                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1963                                         break;
1964                         }
1965                 }
1966
1967         }
1968         *addr++ = 0x87654321;
1969 }
1970 #endif
1971
1972 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1973 {
1974         int size = cachep->object_size;
1975         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1976
1977         memset(addr, val, size);
1978         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1979 }
1980
1981 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1982 {
1983         int i;
1984         unsigned char error = 0;
1985         int bad_count = 0;
1986
1987         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1988         for (i = 0; i < limit; i++) {
1989                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1990                         error = data[offset + i];
1991                         bad_count++;
1992                 }
1993         }
1994         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1995                         &data[offset], limit, 1);
1996
1997         if (bad_count == 1) {
1998                 error ^= POISON_FREE;
1999                 if (!(error & (error - 1))) {
2000                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
2001                                         "bad RAM.\n");
2002 #ifdef CONFIG_X86
2003                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
2004                                         "test tool.\n");
2005 #else
2006                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
2007 #endif
2008                 }
2009         }
2010 }
2011 #endif
2012
2013 #if DEBUG
2014
2015 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
2016 {
2017         int i, size;
2018         char *realobj;
2019
2020         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2021                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
2022                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
2023                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
2024         }
2025
2026         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2027                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
2028                         *dbg_userword(cachep, objp));
2029                 print_symbol("(%s)",
2030                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
2031                 printk("\n");
2032         }
2033         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2034         size = cachep->object_size;
2035         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
2036                 int limit;
2037                 limit = 16;
2038                 if (i + limit > size)
2039                         limit = size - i;
2040                 dump_line(realobj, i, limit);
2041         }
2042 }
2043
2044 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
2045 {
2046         char *realobj;
2047         int size, i;
2048         int lines = 0;
2049
2050         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2051         size = cachep->object_size;
2052
2053         for (i = 0; i < size; i++) {
2054                 char exp = POISON_FREE;
2055                 if (i == size - 1)
2056                         exp = POISON_END;
2057                 if (realobj[i] != exp) {
2058                         int limit;
2059                         /* Mismatch ! */
2060                         /* Print header */
2061                         if (lines == 0) {
2062                                 printk(KERN_ERR
2063                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
2064                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
2065                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
2066                         }
2067                         /* Hexdump the affected line */
2068                         i = (i / 16) * 16;
2069                         limit = 16;
2070                         if (i + limit > size)
2071                                 limit = size - i;
2072                         dump_line(realobj, i, limit);
2073                         i += 16;
2074                         lines++;
2075                         /* Limit to 5 lines */
2076                         if (lines > 5)
2077                                 break;
2078                 }
2079         }
2080         if (lines != 0) {
2081                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
2082                  * exist:
2083                  */
2084                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
2085                 unsigned int objnr;
2086
2087                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2088                 if (objnr) {
2089                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
2090                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2091                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
2092                                realobj, size);
2093                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
2094                 }
2095                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
2096                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
2097                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2098                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
2099                                realobj, size);
2100                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
2101                 }
2102         }
2103 }
2104 #endif
2105
2106 #if DEBUG
2107 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2108 {
2109         int i;
2110         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2111                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2112
2113                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2114 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2115                         if (cachep->size % PAGE_SIZE == 0 &&
2116                                         OFF_SLAB(cachep))
2117                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2118                                         cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
2119                         else
2120                                 check_poison_obj(cachep, objp);
2121 #else
2122                         check_poison_obj(cachep, objp);
2123 #endif
2124                 }
2125                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2126                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2127                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
2128                                            "was overwritten");
2129                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2130                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
2131                                            "was overwritten");
2132                 }
2133         }
2134 }
2135 #else
2136 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2137 {
2138 }
2139 #endif
2140
2141 /**
2142  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
2143  * @cachep: cache pointer being destroyed
2144  * @slabp: slab pointer being destroyed
2145  *
2146  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
2147  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
2148  * cache-lock is not held/needed.
2149  */
2150 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2151 {
2152         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
2153
2154         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
2155         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
2156                 struct slab_rcu *slab_rcu;
2157
2158                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
2159                 slab_rcu->cachep = cachep;
2160                 slab_rcu->addr = addr;
2161                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
2162         } else {
2163                 kmem_freepages(cachep, addr);
2164                 if (OFF_SLAB(cachep))
2165                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
2166         }
2167 }
2168
2169 /**
2170  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2171  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2172  * @size: size of objects to be created in this cache.
2173  * @align: required alignment for the objects.
2174  * @flags: slab allocation flags
2175  *
2176  * Also calculates the number of objects per slab.
2177  *
2178  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2179  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2180  * towards high-order requests, this should be changed.
2181  */
2182 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2183                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2184 {
2185         unsigned long offslab_limit;
2186         size_t left_over = 0;
2187         int gfporder;
2188
2189         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2190                 unsigned int num;
2191                 size_t remainder;
2192
2193                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2194                 if (!num)
2195                         continue;
2196
2197                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2198                         /*
2199                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2200                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2201                          * looping condition in cache_grow().
2202                          */
2203                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2204                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2205
2206                         if (num > offslab_limit)
2207                                 break;
2208                 }
2209
2210                 /* Found something acceptable - save it away */
2211                 cachep->num = num;
2212                 cachep->gfporder = gfporder;
2213                 left_over = remainder;
2214
2215                 /*
2216                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2217                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2218                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2219                  */
2220                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2221                         break;
2222
2223                 /*
2224                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2225                  * currently bad for the gfp()s.
2226                  */
2227                 if (gfporder >= slab_max_order)
2228                         break;
2229
2230                 /*
2231                  * Acceptable internal fragmentation?
2232                  */
2233                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2234                         break;
2235         }
2236         return left_over;
2237 }
2238
2239 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2240 {
2241         if (slab_state >= FULL)
2242                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2243
2244         if (slab_state == DOWN) {
2245                 /*
2246                  * Note: Creation of first cache (kmem_cache).
2247                  * The setup_list3s is taken care
2248                  * of by the caller of __kmem_cache_create
2249                  */
2250                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2251                 slab_state = PARTIAL;
2252         } else if (slab_state == PARTIAL) {
2253                 /*
2254                  * Note: the second kmem_cache_create must create the cache
2255                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2256                  * further caches will BUG().
2257                  */
2258                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2259
2260                 /*
2261                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2262                  * the second cache, then we need to set up all its list3s,
2263                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2264                  */
2265                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2266                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2267                         slab_state = PARTIAL_L3;
2268                 else
2269                         slab_state = PARTIAL_ARRAYCACHE;
2270         } else {
2271                 /* Remaining boot caches */
2272                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2273                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2274
2275                 if (slab_state == PARTIAL_ARRAYCACHE) {
2276                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2277                         slab_state = PARTIAL_L3;
2278                 } else {
2279                         int node;
2280                         for_each_online_node(node) {
2281                                 cachep->nodelists[node] =
2282                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2283                                                 gfp, node);
2284                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2285                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2286                         }
2287                 }
2288         }
2289         cachep->nodelists[numa_mem_id()]->next_reap =
2290                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2291                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2292
2293         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2294         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2295         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2296         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2297         cachep->batchcount = 1;
2298         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2299         return 0;
2300 }
2301
2302 /**
2303  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2304  * @cachep: cache management descriptor
2305  * @flags: SLAB flags
2306  *
2307  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2308  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2309  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2310  *
2311  * The flags are
2312  *
2313  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2314  * to catch references to uninitialised memory.
2315  *
2316  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2317  * for buffer overruns.
2318  *
2319  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2320  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2321  * as davem.
2322  */
2323 int
2324 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2325 {
2326         size_t left_over, slab_size, ralign;
2327         gfp_t gfp;
2328         int err;
2329         size_t size = cachep->size;
2330
2331 #if DEBUG
2332 #if FORCED_DEBUG
2333         /*
2334          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2335          * large objects, if the increased size would increase the object size
2336          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2337          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2338          */
2339         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2340                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2341                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2342         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2343                 flags |= SLAB_POISON;
2344 #endif
2345         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2346                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2347 #endif
2348
2349         /*
2350          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2351          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2352          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2353          */
2354         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2355                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2356                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2357         }
2358
2359         /*
2360          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2361          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2362          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2363          */
2364         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2365                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2366
2367         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2368                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2369                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2370                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2371                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2372                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2373         }
2374
2375         /* 3) caller mandated alignment */
2376         if (ralign < cachep->align) {
2377                 ralign = cachep->align;
2378         }
2379         /* disable debug if necessary */
2380         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2381                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2382         /*
2383          * 4) Store it.
2384          */
2385         cachep->align = ralign;
2386
2387         if (slab_is_available())
2388                 gfp = GFP_KERNEL;
2389         else
2390                 gfp = GFP_NOWAIT;
2391
2392         setup_nodelists_pointer(cachep);
2393 #if DEBUG
2394
2395         /*
2396          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2397          * into align above.
2398          */
2399         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2400                 /* add space for red zone words */
2401                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2402                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2403         }
2404         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2405                 /* user store requires one word storage behind the end of
2406                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2407                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2408                  */
2409                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2410                         size += REDZONE_ALIGN;
2411                 else
2412                         size += BYTES_PER_WORD;
2413         }
2414 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2415         if (size >= kmalloc_size(INDEX_L3 + 1)
2416             && cachep->object_size > cache_line_size() && ALIGN(size, align) < PAGE_SIZE) {
2417                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, align);
2418                 size = PAGE_SIZE;
2419         }
2420 #endif
2421 #endif
2422
2423         /*
2424          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2425          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2426          * it too early on. Always use on-slab management when
2427          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2428          */
2429         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2430             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2431                 /*
2432                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2433                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2434                  */
2435                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2436
2437         size = ALIGN(size, cachep->align);
2438
2439         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, cachep->align, flags);
2440
2441         if (!cachep->num)
2442                 return -E2BIG;
2443
2444         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2445                           + sizeof(struct slab), cachep->align);
2446
2447         /*
2448          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2449          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2450          */
2451         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2452                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2453                 left_over -= slab_size;
2454         }
2455
2456         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2457                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2458                 slab_size =
2459                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2460
2461 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2462                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2463                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2464                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2465                  */
2466                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2467                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2468 #endif
2469         }
2470
2471         cachep->colour_off = cache_line_size();
2472         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2473         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2474                 cachep->colour_off = cachep->align;
2475         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2476         cachep->slab_size = slab_size;
2477         cachep->flags = flags;
2478         cachep->allocflags = 0;
2479         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2480                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2481         cachep->size = size;
2482         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2483
2484         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2485                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2486                 /*
2487                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2488                  * But since we go off slab only for object size greater than
2489                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2490                  * this should not happen at all.
2491                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2492                  */
2493                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2494         }
2495
2496         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2497         if (err) {
2498                 __kmem_cache_shutdown(cachep);
2499                 return err;
2500         }
2501
2502         if (flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS) {
2503                 /*
2504                  * Would deadlock through slab_destroy()->call_rcu()->
2505                  * debug_object_activate()->kmem_cache_alloc().
2506                  */
2507                 WARN_ON_ONCE(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU);
2508
2509                 slab_set_debugobj_lock_classes(cachep);
2510         } else if (!OFF_SLAB(cachep) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2511                 on_slab_lock_classes(cachep);
2512
2513         return 0;
2514 }
2515
2516 #if DEBUG
2517 static void check_irq_off(void)
2518 {
2519         BUG_ON(!irqs_disabled());
2520 }
2521
2522 static void check_irq_on(void)
2523 {
2524         BUG_ON(irqs_disabled());
2525 }
2526
2527 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2528 {
2529 #ifdef CONFIG_SMP
2530         check_irq_off();
2531         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_mem_id()]->list_lock);
2532 #endif
2533 }
2534
2535 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2536 {
2537 #ifdef CONFIG_SMP
2538         check_irq_off();
2539         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2540 #endif
2541 }
2542
2543 #else
2544 #define check_irq_off() do { } while(0)
2545 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2546 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2547 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2548 #endif
2549
2550 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2551                         struct array_cache *ac,
2552                         int force, int node);
2553
2554 static void do_drain(void *arg)
2555 {
2556         struct kmem_cache *cachep = arg;
2557         struct array_cache *ac;
2558         int node = numa_mem_id();
2559
2560         check_irq_off();
2561         ac = cpu_cache_get(cachep);
2562         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2563         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2564         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2565         ac->avail = 0;
2566 }
2567
2568 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2569 {
2570         struct kmem_list3 *l3;
2571         int node;
2572
2573         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2574         check_irq_on();
2575         for_each_online_node(node) {
2576                 l3 = cachep->nodelists[node];
2577                 if (l3 && l3->alien)
2578                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2579         }
2580
2581         for_each_online_node(node) {
2582                 l3 = cachep->nodelists[node];
2583                 if (l3)
2584                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2585         }
2586 }
2587
2588 /*
2589  * Remove slabs from the list of free slabs.
2590  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2591  *
2592  * Returns the actual number of slabs released.
2593  */
2594 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2595                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2596 {
2597         struct list_head *p;
2598         int nr_freed;
2599         struct slab *slabp;
2600
2601         nr_freed = 0;
2602         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2603
2604                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2605                 p = l3->slabs_free.prev;
2606                 if (p == &l3->slabs_free) {
2607                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2608                         goto out;
2609                 }
2610
2611                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2612 #if DEBUG
2613                 BUG_ON(slabp->inuse);
2614 #endif
2615                 list_del(&slabp->list);
2616                 /*
2617                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2618                  * to the cache.
2619                  */
2620                 l3->free_objects -= cache->num;
2621                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2622                 slab_destroy(cache, slabp);
2623                 nr_freed++;
2624         }
2625 out:
2626         return nr_freed;
2627 }
2628
2629 /* Called with slab_mutex held to protect against cpu hotplug */
2630 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2631 {
2632         int ret = 0, i = 0;
2633         struct kmem_list3 *l3;
2634
2635         drain_cpu_caches(cachep);
2636
2637         check_irq_on();
2638         for_each_online_node(i) {
2639                 l3 = cachep->nodelists[i];
2640                 if (!l3)
2641                         continue;
2642
2643                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2644
2645                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2646                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2647         }
2648         return (ret ? 1 : 0);
2649 }
2650
2651 /**
2652  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2653  * @cachep: The cache to shrink.
2654  *
2655  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2656  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2657  */
2658 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2659 {
2660         int ret;
2661         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2662
2663         get_online_cpus();
2664         mutex_lock(&slab_mutex);
2665         ret = __cache_shrink(cachep);
2666         mutex_unlock(&slab_mutex);
2667         put_online_cpus();
2668         return ret;
2669 }
2670 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2671
2672 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2673 {
2674         int i;
2675         struct kmem_list3 *l3;
2676         int rc = __cache_shrink(cachep);
2677
2678         if (rc)
2679                 return rc;
2680
2681         for_each_online_cpu(i)
2682             kfree(cachep->array[i]);
2683
2684         /* NUMA: free the list3 structures */
2685         for_each_online_node(i) {
2686                 l3 = cachep->nodelists[i];
2687                 if (l3) {
2688                         kfree(l3->shared);
2689                         free_alien_cache(l3->alien);
2690                         kfree(l3);
2691                 }
2692         }
2693         return 0;
2694 }
2695
2696 /*
2697  * Get the memory for a slab management obj.
2698  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2699  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2700  * come from the same cache which is getting created because,
2701  * when we are searching for an appropriate cache for these
2702  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2703  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2704  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2705  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2706  */
2707 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2708                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2709                                    int nodeid)
2710 {
2711         struct slab *slabp;
2712
2713         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2714                 /* Slab management obj is off-slab. */
2715                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2716                                               local_flags, nodeid);
2717                 /*
2718                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2719                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2720                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2721                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2722                  */
2723                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2724                                    local_flags);
2725                 if (!slabp)
2726                         return NULL;
2727         } else {
2728                 slabp = objp + colour_off;
2729                 colour_off += cachep->slab_size;
2730         }
2731         slabp->inuse = 0;
2732         slabp->colouroff = colour_off;
2733         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2734         slabp->nodeid = nodeid;
2735         slabp->free = 0;
2736         return slabp;
2737 }
2738
2739 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2740 {
2741         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2742 }
2743
2744 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2745                             struct slab *slabp)
2746 {
2747         int i;
2748
2749         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2750                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2751 #if DEBUG
2752                 /* need to poison the objs? */
2753                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2754                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2755                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2756                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2757
2758                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2759                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2760                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2761                 }
2762                 /*
2763                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2764                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2765                  * They must also be threaded.
2766                  */
2767                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2768                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2769
2770                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2771                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2772                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2773                                            " end of an object");
2774                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2775                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2776                                            " start of an object");
2777                 }
2778                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2779                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2780                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2781                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2782 #else
2783                 if (cachep->ctor)
2784                         cachep->ctor(objp);
2785 #endif
2786                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2787         }
2788         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2789 }
2790
2791 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2792 {
2793         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2794                 if (flags & GFP_DMA)
2795                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2796                 else
2797                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2798         }
2799 }
2800
2801 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2802                                 int nodeid)
2803 {
2804         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2805         kmem_bufctl_t next;
2806
2807         slabp->inuse++;
2808         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2809 #if DEBUG
2810         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2811         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2812 #endif
2813         slabp->free = next;
2814
2815         return objp;
2816 }
2817
2818 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2819                                 void *objp, int nodeid)
2820 {
2821         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2822
2823 #if DEBUG
2824         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2825         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2826
2827         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2828                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2829                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2830                 BUG();
2831         }
2832 #endif
2833         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2834         slabp->free = objnr;
2835         slabp->inuse--;
2836 }
2837
2838 /*
2839  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2840  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2841  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2842  */
2843 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2844                            void *addr)
2845 {
2846         int nr_pages;
2847         struct page *page;
2848
2849         page = virt_to_page(addr);
2850
2851         nr_pages = 1;
2852         if (likely(!PageCompound(page)))
2853                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2854
2855         do {
2856                 page->slab_cache = cache;
2857                 page->slab_page = slab;
2858                 page++;
2859         } while (--nr_pages);
2860 }
2861
2862 /*
2863  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2864  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2865  */
2866 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2867                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2868 {
2869         struct slab *slabp;
2870         size_t offset;
2871         gfp_t local_flags;
2872         struct kmem_list3 *l3;
2873
2874         /*
2875          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2876          * critical path in kmem_cache_alloc().
2877          */
2878         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2879         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2880
2881         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2882         check_irq_off();
2883         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2884         spin_lock(&l3->list_lock);
2885
2886         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2887         offset = l3->colour_next;
2888         l3->colour_next++;
2889         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2890                 l3->colour_next = 0;
2891         spin_unlock(&l3->list_lock);
2892
2893         offset *= cachep->colour_off;
2894
2895         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2896                 local_irq_enable();
2897
2898         /*
2899          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2900          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2901          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2902          * will eventually be caught here (where it matters).
2903          */
2904         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2905
2906         /*
2907          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2908          * 'nodeid'.
2909          */
2910         if (!objp)
2911                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2912         if (!objp)
2913                 goto failed;
2914
2915         /* Get slab management. */
2916         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2917                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2918         if (!slabp)
2919                 goto opps1;
2920
2921         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2922
2923         cache_init_objs(cachep, slabp);
2924
2925         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2926                 local_irq_disable();
2927         check_irq_off();
2928         spin_lock(&l3->list_lock);
2929
2930         /* Make slab active. */
2931         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2932         STATS_INC_GROWN(cachep);
2933         l3->free_objects += cachep->num;
2934         spin_unlock(&l3->list_lock);
2935         return 1;
2936 opps1:
2937         kmem_freepages(cachep, objp);
2938 failed:
2939         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2940                 local_irq_disable();
2941         return 0;
2942 }
2943
2944 #if DEBUG
2945
2946 /*
2947  * Perform extra freeing checks:
2948  * - detect bad pointers.
2949  * - POISON/RED_ZONE checking
2950  */
2951 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2952 {
2953         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2954                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2955                        (unsigned long)objp);
2956                 BUG();
2957         }
2958 }
2959
2960 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2961 {
2962         unsigned long long redzone1, redzone2;
2963
2964         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2965         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2966
2967         /*
2968          * Redzone is ok.
2969          */
2970         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2971                 return;
2972
2973         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2974                 slab_error(cache, "double free detected");
2975         else
2976                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2977
2978         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2979                         obj, redzone1, redzone2);
2980 }
2981
2982 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2983                                    unsigned long caller)
2984 {
2985         struct page *page;
2986         unsigned int objnr;
2987         struct slab *slabp;
2988
2989         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2990
2991         objp -= obj_offset(cachep);
2992         kfree_debugcheck(objp);
2993         page = virt_to_head_page(objp);
2994
2995         slabp = page->slab_page;
2996
2997         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2998                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2999                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
3000                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
3001         }
3002         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3003                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3004
3005         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
3006
3007         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
3008         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
3009
3010 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3011         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
3012 #endif
3013         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3014 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3015                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
3016                         store_stackinfo(cachep, objp, caller);
3017                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3018                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
3019                 } else {
3020                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
3021                 }
3022 #else
3023                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
3024 #endif
3025         }
3026         return objp;
3027 }
3028
3029 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
3030 {
3031         kmem_bufctl_t i;
3032         int entries = 0;
3033
3034         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
3035         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
3036                 entries++;
3037                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
3038                         goto bad;
3039         }
3040         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
3041 bad:
3042                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
3043                         "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Tainted(%s). Hexdump:\n",
3044                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse,
3045                         print_tainted());
3046                 print_hex_dump(KERN_ERR, "", DUMP_PREFIX_OFFSET, 16, 1, slabp,
3047                         sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t),
3048                         1);
3049                 BUG();
3050         }
3051 }
3052 #else
3053 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
3054 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
3055 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
3056 #endif
3057
3058 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3059                                                         bool force_refill)
3060 {
3061         int batchcount;
3062         struct kmem_list3 *l3;
3063         struct array_cache *ac;
3064         int node;
3065
3066         check_irq_off();
3067         node = numa_mem_id();
3068         if (unlikely(force_refill))
3069                 goto force_grow;
3070 retry:
3071         ac = cpu_cache_get(cachep);
3072         batchcount = ac->batchcount;
3073         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
3074                 /*
3075                  * If there was little recent activity on this cache, then
3076                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
3077                  * refill bouncing.
3078                  */
3079                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
3080         }
3081         l3 = cachep->nodelists[node];
3082
3083         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
3084         spin_lock(&l3->list_lock);
3085
3086         /* See if we can refill from the shared array */
3087         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount)) {
3088                 l3->shared->touched = 1;
3089                 goto alloc_done;
3090         }
3091
3092         while (batchcount > 0) {
3093                 struct list_head *entry;
3094                 struct slab *slabp;
3095                 /* Get slab alloc is to come from. */
3096                 entry = l3->slabs_partial.next;
3097                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
3098                         l3->free_touched = 1;
3099                         entry = l3->slabs_free.next;
3100                         if (entry == &l3->slabs_free)
3101                                 goto must_grow;
3102                 }
3103
3104                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3105                 check_slabp(cachep, slabp);
3106                 check_spinlock_acquired(cachep);
3107
3108                 /*
3109                  * The slab was either on partial or free list so
3110                  * there must be at least one object available for
3111                  * allocation.
3112                  */
3113                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3114
3115                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3116                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3117                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3118                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3119
3120                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, slabp,
3121                                                                         node));
3122                 }
3123                 check_slabp(cachep, slabp);
3124
3125                 /* move slabp to correct slabp list: */
3126                 list_del(&slabp->list);
3127                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3128                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3129                 else
3130                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3131         }
3132
3133 must_grow:
3134         l3->free_objects -= ac->avail;
3135 alloc_done:
3136         spin_unlock(&l3->list_lock);
3137
3138         if (unlikely(!ac->avail)) {
3139                 int x;
3140 force_grow:
3141                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3142
3143                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3144                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3145                 node = numa_mem_id();
3146
3147                 /* no objects in sight? abort */
3148                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
3149                         return NULL;
3150
3151                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3152                         goto retry;
3153         }
3154         ac->touched = 1;
3155
3156         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
3157 }
3158
3159 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3160                                                 gfp_t flags)
3161 {
3162         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3163 #if DEBUG
3164         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3165 #endif
3166 }
3167
3168 #if DEBUG
3169 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3170                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
3171 {
3172         if (!objp)
3173                 return objp;
3174         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3175 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3176                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3177                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3178                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
3179                 else
3180                         check_poison_obj(cachep, objp);
3181 #else
3182                 check_poison_obj(cachep, objp);
3183 #endif
3184                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3185         }
3186         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3187                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3188
3189         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3190                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3191                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3192                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3193                                                 " object was overwritten");
3194                         printk(KERN_ERR
3195                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3196                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3197                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3198                 }
3199                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3200                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3201         }
3202 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3203         {
3204                 struct slab *slabp;
3205                 unsigned objnr;
3206
3207                 slabp = virt_to_head_page(objp)->slab_page;
3208                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->size;
3209                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3210         }
3211 #endif
3212         objp += obj_offset(cachep);
3213         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3214                 cachep->ctor(objp);
3215         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3216             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3217                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3218                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3219         }
3220         return objp;
3221 }
3222 #else
3223 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3224 #endif
3225
3226 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3227 {
3228         if (cachep == kmem_cache)
3229                 return false;
3230
3231         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
3232 }
3233
3234 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3235 {
3236         void *objp;
3237         struct array_cache *ac;
3238         bool force_refill = false;
3239
3240         check_irq_off();
3241
3242         ac = cpu_cache_get(cachep);
3243         if (likely(ac->avail)) {
3244                 ac->touched = 1;
3245                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
3246
3247                 /*
3248                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
3249                  * by the current flags
3250                  */
3251                 if (objp) {
3252                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3253                         goto out;
3254                 }
3255                 force_refill = true;
3256         }
3257
3258         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3259         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
3260         /*
3261          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3262          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3263          */
3264         ac = cpu_cache_get(cachep);
3265
3266 out:
3267         /*
3268          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3269          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3270          * treat the array pointers as a reference to the object.
3271          */
3272         if (objp)
3273                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3274         return objp;
3275 }
3276
3277 #ifdef CONFIG_NUMA
3278 /*
3279  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3280  *
3281  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3282  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3283  */
3284 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3285 {
3286         int nid_alloc, nid_here;
3287
3288         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3289                 return NULL;
3290         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3291         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3292                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3293         else if (current->mempolicy)
3294                 nid_alloc = slab_node();
3295         if (nid_alloc != nid_here)
3296                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3297         return NULL;
3298 }
3299
3300 /*
3301  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3302  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3303  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3304  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3305  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3306  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3307  */
3308 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3309 {
3310         struct zonelist *zonelist;
3311         gfp_t local_flags;
3312         struct zoneref *z;
3313         struct zone *zone;
3314         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3315         void *obj = NULL;
3316         int nid;
3317         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3318
3319         if (flags & __GFP_THISNODE)
3320                 return NULL;
3321
3322         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3323
3324 retry_cpuset:
3325         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
3326         zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
3327
3328 retry:
3329         /*
3330          * Look through allowed nodes for objects available
3331          * from existing per node queues.
3332          */
3333         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3334                 nid = zone_to_nid(zone);
3335
3336                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3337                         cache->nodelists[nid] &&
3338                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3339                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3340                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3341                                 if (obj)
3342                                         break;
3343                 }
3344         }
3345
3346         if (!obj) {
3347                 /*
3348                  * This allocation will be performed within the constraints
3349                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3350                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3351                  * set and go into memory reserves if necessary.
3352                  */
3353                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3354                         local_irq_enable();
3355                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3356                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3357                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3358                         local_irq_disable();
3359                 if (obj) {
3360                         /*
3361                          * Insert into the appropriate per node queues
3362                          */
3363                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3364                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3365                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3366                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3367                                 if (!obj)
3368                                         /*
3369                                          * Another processor may allocate the
3370                                          * objects in the slab since we are
3371                                          * not holding any locks.
3372                                          */
3373                                         goto retry;
3374                         } else {
3375                                 /* cache_grow already freed obj */
3376                                 obj = NULL;
3377                         }
3378                 }
3379         }
3380
3381         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !obj))
3382                 goto retry_cpuset;
3383         return obj;
3384 }
3385
3386 /*
3387  * A interface to enable slab creation on nodeid
3388  */
3389 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3390                                 int nodeid)
3391 {
3392         struct list_head *entry;
3393         struct slab *slabp;
3394         struct kmem_list3 *l3;
3395         void *obj;
3396         int x;
3397
3398         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3399         BUG_ON(!l3);
3400
3401 retry:
3402         check_irq_off();
3403         spin_lock(&l3->list_lock);
3404         entry = l3->slabs_partial.next;
3405         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3406                 l3->free_touched = 1;
3407                 entry = l3->slabs_free.next;
3408                 if (entry == &l3->slabs_free)
3409                         goto must_grow;
3410         }
3411
3412         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3413         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3414         check_slabp(cachep, slabp);
3415
3416         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3417         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3418         STATS_SET_HIGH(cachep);
3419
3420         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3421
3422         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3423         check_slabp(cachep, slabp);
3424         l3->free_objects--;
3425         /* move slabp to correct slabp list: */
3426         list_del(&slabp->list);
3427
3428         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3429                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3430         else
3431                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3432
3433         spin_unlock(&l3->list_lock);
3434         goto done;
3435
3436 must_grow:
3437         spin_unlock(&l3->list_lock);
3438         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3439         if (x)
3440                 goto retry;
3441
3442         return fallback_alloc(cachep, flags);
3443
3444 done:
3445         return obj;
3446 }
3447
3448 /**
3449  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3450  * @cachep: The cache to allocate from.
3451  * @flags: See kmalloc().
3452  * @nodeid: node number of the target node.
3453  * @caller: return address of caller, used for debug information
3454  *
3455  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3456  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3457  *
3458  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3459  */
3460 static __always_inline void *
3461 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3462                    unsigned long caller)
3463 {
3464         unsigned long save_flags;
3465         void *ptr;
3466         int slab_node = numa_mem_id();
3467
3468         flags &= gfp_allowed_mask;
3469
3470         lockdep_trace_alloc(flags);
3471
3472         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3473                 return NULL;
3474
3475         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3476
3477         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3478         local_irq_save(save_flags);
3479
3480         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3481                 nodeid = slab_node;
3482
3483         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3484                 /* Node not bootstrapped yet */
3485                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3486                 goto out;
3487         }
3488
3489         if (nodeid == slab_node) {
3490                 /*
3491                  * Use the locally cached objects if possible.
3492                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3493                  * to other nodes. It may fail while we still have
3494                  * objects on other nodes available.
3495                  */
3496                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3497                 if (ptr)
3498                         goto out;
3499         }
3500         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3501         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3502   out:
3503         local_irq_restore(save_flags);
3504         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3505         kmemleak_alloc_recursive(ptr, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3506                                  flags);
3507
3508         if (likely(ptr))
3509                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, cachep->object_size);
3510
3511         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3512                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3513
3514         return ptr;
3515 }
3516
3517 static __always_inline void *
3518 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3519 {
3520         void *objp;
3521
3522         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3523                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3524                 if (objp)
3525                         goto out;
3526         }
3527         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3528
3529         /*
3530          * We may just have run out of memory on the local node.
3531          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3532          */
3533         if (!objp)
3534                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3535
3536   out:
3537         return objp;
3538 }
3539 #else
3540
3541 static __always_inline void *
3542 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3543 {
3544         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3545 }
3546
3547 #endif /* CONFIG_NUMA */
3548
3549 static __always_inline void *
3550 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3551 {
3552         unsigned long save_flags;
3553         void *objp;
3554
3555         flags &= gfp_allowed_mask;
3556
3557         lockdep_trace_alloc(flags);
3558
3559         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3560                 return NULL;
3561
3562         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3563
3564         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3565         local_irq_save(save_flags);
3566         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3567         local_irq_restore(save_flags);
3568         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3569         kmemleak_alloc_recursive(objp, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3570                                  flags);
3571         prefetchw(objp);
3572
3573         if (likely(objp))
3574                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, cachep->object_size);
3575
3576         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3577                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3578
3579         return objp;
3580 }
3581
3582 /*
3583  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3584  */
3585 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3586                        int node)
3587 {
3588         int i;
3589         struct kmem_list3 *l3;
3590
3591         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3592                 void *objp;
3593                 struct slab *slabp;
3594
3595                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3596                 objp = objpp[i];
3597
3598                 slabp = virt_to_slab(objp);
3599                 l3 = cachep->nodelists[node];
3600                 list_del(&slabp->list);
3601                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3602                 check_slabp(cachep, slabp);
3603                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3604                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3605                 l3->free_objects++;
3606                 check_slabp(cachep, slabp);
3607
3608                 /* fixup slab chains */
3609                 if (slabp->inuse == 0) {
3610                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3611                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3612                                 /* No need to drop any previously held
3613                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3614                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3615                                  * a different cache, refer to comments before
3616                                  * alloc_slabmgmt.
3617                                  */
3618                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3619                         } else {
3620                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3621                         }
3622                 } else {
3623                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3624                          * partial list on free - maximum time for the
3625                          * other objects to be freed, too.
3626                          */
3627                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3628                 }
3629         }
3630 }
3631
3632 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3633 {
3634         int batchcount;
3635         struct kmem_list3 *l3;
3636         int node = numa_mem_id();
3637
3638         batchcount = ac->batchcount;
3639 #if DEBUG
3640         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3641 #endif
3642         check_irq_off();
3643         l3 = cachep->nodelists[node];
3644         spin_lock(&l3->list_lock);
3645         if (l3->shared) {
3646                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3647                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3648                 if (max) {
3649                         if (batchcount > max)
3650                                 batchcount = max;
3651                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3652                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3653                         shared_array->avail += batchcount;
3654                         goto free_done;
3655                 }
3656         }
3657
3658         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3659 free_done:
3660 #if STATS
3661         {
3662                 int i = 0;
3663                 struct list_head *p;
3664
3665                 p = l3->slabs_free.next;
3666                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3667                         struct slab *slabp;
3668
3669                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3670                         BUG_ON(slabp->inuse);
3671
3672                         i++;
3673                         p = p->next;
3674                 }
3675                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3676         }
3677 #endif
3678         spin_unlock(&l3->list_lock);
3679         ac->avail -= batchcount;
3680         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3681 }
3682
3683 /*
3684  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3685  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3686  */
3687 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3688                                 unsigned long caller)
3689 {
3690         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3691
3692         check_irq_off();
3693         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3694         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3695
3696         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3697
3698         /*
3699          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3700          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3701          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3702          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3703          * the cache.
3704          */
3705         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3706                 return;
3707
3708         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3709                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3710         } else {
3711                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3712                 cache_flusharray(cachep, ac);
3713         }
3714
3715         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3716 }
3717
3718 /**
3719  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3720  * @cachep: The cache to allocate from.
3721  * @flags: See kmalloc().
3722  *
3723  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3724  * if the cache has no available objects.
3725  */
3726 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3727 {
3728         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3729
3730         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3731                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3732
3733         return ret;
3734 }
3735 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3736
3737 #ifdef CONFIG_TRACING
3738 void *
3739 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3740 {
3741         void *ret;
3742
3743         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3744
3745         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3746                       size, cachep->size, flags);
3747         return ret;
3748 }
3749 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3750 #endif
3751
3752 #ifdef CONFIG_NUMA
3753 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3754 {
3755         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3756
3757         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3758                                     cachep->object_size, cachep->size,
3759                                     flags, nodeid);
3760
3761         return ret;
3762 }
3763 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3764
3765 #ifdef CONFIG_TRACING
3766 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3767                                   gfp_t flags,
3768                                   int nodeid,
3769                                   size_t size)
3770 {
3771         void *ret;
3772
3773         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3774
3775         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3776                            size, cachep->size,
3777                            flags, nodeid);
3778         return ret;
3779 }
3780 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3781 #endif
3782
3783 static __always_inline void *
3784 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3785 {
3786         struct kmem_cache *cachep;
3787
3788         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3789         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3790                 return cachep;
3791         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3792 }
3793
3794 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3795 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3796 {
3797         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3798 }
3799 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3800
3801 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3802                 int node, unsigned long caller)
3803 {
3804         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3805 }
3806 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3807 #else
3808 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3809 {
3810         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, 0);
3811 }
3812 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3813 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3814 #endif /* CONFIG_NUMA */
3815
3816 /**
3817  * __do_kmalloc - allocate memory
3818  * @size: how many bytes of memory are required.
3819  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3820  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3821  */
3822 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3823                                           unsigned long caller)
3824 {
3825         struct kmem_cache *cachep;
3826         void *ret;
3827
3828         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3829          * __ with kmem_.
3830          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3831          * functions.
3832          */
3833         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3834         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3835                 return cachep;
3836         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3837
3838         trace_kmalloc(caller, ret,
3839                       size, cachep->size, flags);
3840
3841         return ret;
3842 }
3843
3844
3845 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3846 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3847 {
3848         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3849 }
3850 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3851
3852 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3853 {
3854         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3855 }
3856 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3857
3858 #else
3859 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3860 {
3861         return __do_kmalloc(size, flags, 0);
3862 }
3863 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3864 #endif
3865
3866 /**
3867  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3868  * @cachep: The cache the allocation was from.
3869  * @objp: The previously allocated object.
3870  *
3871  * Free an object which was previously allocated from this
3872  * cache.
3873  */
3874 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3875 {
3876         unsigned long flags;
3877         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3878         if (!cachep)
3879                 return;
3880
3881         local_irq_save(flags);
3882         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3883         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3884                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3885         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3886         local_irq_restore(flags);
3887
3888         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3889 }
3890 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3891
3892 /**
3893  * kfree - free previously allocated memory
3894  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3895  *
3896  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3897  *
3898  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3899  * or you will run into trouble.
3900  */
3901 void kfree(const void *objp)
3902 {
3903         struct kmem_cache *c;
3904         unsigned long flags;
3905
3906         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3907
3908         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3909                 return;
3910         local_irq_save(flags);
3911         kfree_debugcheck(objp);
3912         c = virt_to_cache(objp);
3913         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3914
3915         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3916         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3917         local_irq_restore(flags);
3918 }
3919 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3920
3921 /*
3922  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
3923  */
3924 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3925 {
3926         int node;
3927         struct kmem_list3 *l3;
3928         struct array_cache *new_shared;
3929         struct array_cache **new_alien = NULL;
3930
3931         for_each_online_node(node) {
3932
3933                 if (use_alien_caches) {
3934                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3935                         if (!new_alien)
3936                                 goto fail;
3937                 }
3938
3939                 new_shared = NULL;
3940                 if (cachep->shared) {
3941                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3942                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3943                                         0xbaadf00d, gfp);
3944                         if (!new_shared) {
3945                                 free_alien_cache(new_alien);
3946                                 goto fail;
3947                         }
3948                 }
3949
3950                 l3 = cachep->nodelists[node];
3951                 if (l3) {
3952                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3953
3954                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3955
3956                         if (shared)
3957                                 free_block(cachep, shared->entry,
3958                                                 shared->avail, node);
3959
3960                         l3->shared = new_shared;
3961                         if (!l3->alien) {
3962                                 l3->alien = new_alien;
3963                                 new_alien = NULL;
3964                         }
3965                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3966                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3967                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3968                         kfree(shared);
3969                         free_alien_cache(new_alien);
3970                         continue;
3971                 }
3972                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), gfp, node);
3973                 if (!l3) {
3974                         free_alien_cache(new_alien);
3975                         kfree(new_shared);
3976                         goto fail;
3977                 }
3978
3979                 kmem_list3_init(l3);
3980                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3981                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3982                 l3->shared = new_shared;
3983                 l3->alien = new_alien;
3984                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3985                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3986                 cachep->nodelists[node] = l3;
3987         }
3988         return 0;
3989
3990 fail:
3991         if (!cachep->list.next) {
3992                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3993                 node--;
3994                 while (node >= 0) {
3995                         if (cachep->nodelists[node]) {
3996                                 l3 = cachep->nodelists[node];
3997
3998                                 kfree(l3->shared);
3999                                 free_alien_cache(l3->alien);
4000                                 kfree(l3);
4001                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
4002                         }
4003                         node--;
4004                 }
4005         }
4006         return -ENOMEM;
4007 }
4008
4009 struct ccupdate_struct {
4010         struct kmem_cache *cachep;
4011         struct array_cache *new[0];
4012 };
4013
4014 static void do_ccupdate_local(void *info)
4015 {
4016         struct ccupdate_struct *new = info;
4017         struct array_cache *old;
4018
4019         check_irq_off();
4020         old = cpu_cache_get(new->cachep);
4021
4022         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
4023         new->new[smp_processor_id()] = old;
4024 }
4025
4026 /* Always called with the slab_mutex held */
4027 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
4028                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
4029 {
4030         struct ccupdate_struct *new;
4031         int i;
4032
4033         new = kzalloc(sizeof(*new) + nr_cpu_ids * sizeof(struct array_cache *),
4034                       gfp);
4035         if (!new)
4036                 return -ENOMEM;
4037
4038         for_each_online_cpu(i) {
4039                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
4040                                                 batchcount, gfp);
4041                 if (!new->new[i]) {
4042                         for (i--; i >= 0; i--)
4043                                 kfree(new->new[i]);
4044                         kfree(new);
4045                         return -ENOMEM;
4046                 }
4047         }
4048         new->cachep = cachep;
4049
4050         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
4051
4052         check_irq_on();
4053         cachep->batchcount = batchcount;
4054         cachep->limit = limit;
4055         cachep->shared = shared;
4056
4057         for_each_online_cpu(i) {
4058                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
4059                 if (!ccold)
4060                         continue;
4061                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
4062                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_mem(i));
4063                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
4064                 kfree(ccold);
4065         }
4066         kfree(new);
4067         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
4068 }
4069
4070 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
4071                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
4072 {
4073         int ret;
4074         struct kmem_cache *c = NULL;
4075         int i = 0;
4076
4077         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
4078
4079         if (slab_state < FULL)
4080                 return ret;
4081
4082         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
4083                 return ret;
4084
4085         VM_BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
4086         for_each_memcg_cache_index(i) {
4087                 c = cache_from_memcg(cachep, i);
4088                 if (c)
4089                         /* return value determined by the parent cache only */
4090                         __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
4091         }
4092
4093         return ret;
4094 }
4095
4096 /* Called with slab_mutex held always */
4097 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
4098 {
4099         int err;
4100         int limit = 0;
4101         int shared = 0;
4102         int batchcount = 0;
4103
4104         if (!is_root_cache(cachep)) {
4105                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
4106                 limit = root->limit;
4107                 shared = root->shared;
4108                 batchcount = root->batchcount;
4109         }
4110
4111         if (limit && shared && batchcount)
4112                 goto skip_setup;
4113         /*
4114          * The head array serves three purposes:
4115          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
4116          * - reduce the number of spinlock operations.
4117          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4118          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4119          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4120          * Bonwick.
4121          */
4122         if (cachep->size > 131072)
4123                 limit = 1;
4124         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
4125                 limit = 8;
4126         else if (cachep->size > 1024)
4127                 limit = 24;
4128         else if (cachep->size > 256)
4129                 limit = 54;
4130         else
4131                 limit = 120;
4132
4133         /*
4134          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4135          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4136          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4137          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4138          * replaces Bonwick's magazine layer.
4139          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4140          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4141          */
4142         shared = 0;
4143         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4144                 shared = 8;
4145
4146 #if DEBUG
4147         /*
4148          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4149          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4150          */
4151         if (limit > 32)
4152                 limit = 32;
4153 #endif
4154         batchcount = (limit + 1) / 2;
4155 skip_setup:
4156         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
4157         if (err)
4158                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4159                        cachep->name, -err);
4160         return err;
4161 }
4162
4163 /*
4164  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4165  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4166  * if drain_array() is used on the shared array.
4167  */
4168 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4169                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4170 {
4171         int tofree;
4172
4173         if (!ac || !ac->avail)
4174                 return;
4175         if (ac->touched && !force) {
4176                 ac->touched = 0;
4177         } else {
4178                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4179                 if (ac->avail) {
4180                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4181                         if (tofree > ac->avail)
4182                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4183                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4184                         ac->avail -= tofree;
4185                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4186                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4187                 }
4188                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4189         }
4190 }
4191
4192 /**
4193  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4194  * @w: work descriptor
4195  *
4196  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4197  * Purpose:
4198  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4199  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4200  *
4201  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4202  * again on the next iteration.
4203  */
4204 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4205 {
4206         struct kmem_cache *searchp;
4207         struct kmem_list3 *l3;
4208         int node = numa_mem_id();
4209         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4210
4211         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
4212                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4213                 goto out;
4214
4215         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
4216                 check_irq_on();
4217
4218                 /*
4219                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4220                  * have established with reasonable certainty that
4221                  * we can do some work if the lock was obtained.
4222                  */
4223                 l3 = searchp->nodelists[node];
4224
4225                 reap_alien(searchp, l3);
4226
4227                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4228
4229                 /*
4230                  * These are racy checks but it does not matter
4231                  * if we skip one check or scan twice.
4232                  */
4233                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4234                         goto next;
4235
4236                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4237
4238                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4239
4240                 if (l3->free_touched)
4241                         l3->free_touched = 0;
4242                 else {
4243                         int freed;
4244
4245                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4246                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4247                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4248                 }
4249 next:
4250                 cond_resched();
4251         }
4252         check_irq_on();
4253         mutex_unlock(&slab_mutex);
4254         next_reap_node();
4255 out:
4256         /* Set up the next iteration */
4257         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4258 }
4259
4260 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4261 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4262 {
4263         struct slab *slabp;
4264         unsigned long active_objs;
4265         unsigned long num_objs;
4266         unsigned long active_slabs = 0;
4267         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4268         const char *name;
4269         char *error = NULL;
4270         int node;
4271         struct kmem_list3 *l3;
4272
4273         active_objs = 0;
4274         num_slabs = 0;
4275         for_each_online_node(node) {
4276                 l3 = cachep->nodelists[node];
4277                 if (!l3)
4278                         continue;
4279
4280                 check_irq_on();
4281                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4282
4283                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4284                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4285                                 error = "slabs_full accounting error";
4286                         active_objs += cachep->num;
4287                         active_slabs++;
4288                 }
4289                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4290                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4291                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4292                         if (!slabp->inuse && !error)
4293                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4294                         active_objs += slabp->inuse;
4295                         active_slabs++;
4296                 }
4297                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4298                         if (slabp->inuse && !error)
4299                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4300                         num_slabs++;
4301                 }
4302                 free_objects += l3->free_objects;
4303                 if (l3->shared)
4304                         shared_avail += l3->shared->avail;
4305
4306                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4307         }
4308         num_slabs += active_slabs;
4309         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4310         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4311                 error = "free_objects accounting error";
4312
4313         name = cachep->name;
4314         if (error)
4315                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4316
4317         sinfo->active_objs = active_objs;
4318         sinfo->num_objs = num_objs;
4319         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4320         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4321         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4322         sinfo->limit = cachep->limit;
4323         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4324         sinfo->shared = cachep->shared;
4325         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4326         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4327 }
4328
4329 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4330 {
4331 #if STATS
4332         {                       /* list3 stats */
4333                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4334                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4335                 unsigned long grown = cachep->grown;
4336                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4337                 unsigned long errors = cachep->errors;
4338                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4339                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4340                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4341                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4342
4343                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4344                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4345                            allocs, high, grown,
4346                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4347                            node_frees, overflows);
4348         }
4349         /* cpu stats */
4350         {
4351                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4352                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4353                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4354                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4355
4356                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4357                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4358         }
4359 #endif
4360 }
4361
4362 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4363 /**
4364  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4365  * @file: unused
4366  * @buffer: user buffer
4367  * @count: data length
4368  * @ppos: unused
4369  */
4370 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4371                        size_t count, loff_t *ppos)
4372 {
4373         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4374         int limit, batchcount, shared, res;
4375         struct kmem_cache *cachep;
4376
4377         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4378                 return -EINVAL;
4379         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4380                 return -EFAULT;
4381         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4382
4383         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4384         if (!tmp)
4385                 return -EINVAL;
4386         *tmp = '\0';
4387         tmp++;
4388         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4389                 return -EINVAL;
4390
4391         /* Find the cache in the chain of caches. */
4392         mutex_lock(&slab_mutex);
4393         res = -EINVAL;
4394         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4395                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4396                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4397                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4398                                 res = 0;
4399                         } else {
4400                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4401                                                        batchcount, shared,
4402                                                        GFP_KERNEL);
4403                         }
4404                         break;
4405                 }
4406         }
4407         mutex_unlock(&slab_mutex);
4408         if (res >= 0)
4409                 res = count;
4410         return res;
4411 }
4412
4413 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4414
4415 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4416 {
4417         mutex_lock(&slab_mutex);
4418         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4419 }
4420
4421 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4422 {
4423         unsigned long *p;
4424         int l;
4425         if (!v)
4426                 return 1;
4427         l = n[1];
4428         p = n + 2;
4429         while (l) {
4430                 int i = l/2;
4431                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4432                 if (*q == v) {
4433                         q[1]++;
4434                         return 1;
4435                 }
4436                 if (*q > v) {
4437                         l = i;
4438                 } else {
4439                         p = q + 2;
4440                         l -= i + 1;
4441                 }
4442         }
4443         if (++n[1] == n[0])
4444                 return 0;
4445         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4446         p[0] = v;
4447         p[1] = 1;
4448         return 1;
4449 }
4450
4451 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4452 {
4453         void *p;
4454         int i;
4455         if (n[0] == n[1])
4456                 return;
4457         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4458                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4459                         continue;
4460                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4461                         return;
4462         }
4463 }
4464
4465 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4466 {
4467 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4468         unsigned long offset, size;
4469         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4470
4471         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4472                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4473                 if (modname[0])
4474                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4475                 return;
4476         }
4477 #endif
4478         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4479 }
4480
4481 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4482 {
4483         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4484         struct slab *slabp;
4485         struct kmem_list3 *l3;
4486         const char *name;
4487         unsigned long *n = m->private;
4488         int node;
4489         int i;
4490
4491         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4492                 return 0;
4493         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4494                 return 0;
4495
4496         /* OK, we can do it */
4497
4498         n[1] = 0;
4499
4500         for_each_online_node(node) {
4501                 l3 = cachep->nodelists[node];
4502                 if (!l3)
4503                         continue;
4504
4505                 check_irq_on();
4506                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4507
4508                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4509                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4510                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4511                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4512                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4513         }
4514         name = cachep->name;
4515         if (n[0] == n[1]) {
4516                 /* Increase the buffer size */
4517                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4518                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4519                 if (!m->private) {
4520                         /* Too bad, we are really out */
4521                         m->private = n;
4522                         mutex_lock(&slab_mutex);
4523                         return -ENOMEM;
4524                 }
4525                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4526                 kfree(n);
4527                 mutex_lock(&slab_mutex);
4528                 /* Now make sure this entry will be retried */
4529                 m->count = m->size;
4530                 return 0;
4531         }
4532         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4533                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4534                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4535                 seq_putc(m, '\n');
4536         }
4537
4538         return 0;
4539 }
4540
4541 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4542 {
4543         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4544 }
4545
4546 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4547 {
4548         mutex_unlock(&slab_mutex);
4549 }
4550
4551 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4552         .start = leaks_start,
4553         .next = s_next,
4554         .stop = s_stop,
4555         .show = leaks_show,
4556 };
4557
4558 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4559 {
4560         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4561         int ret = -ENOMEM;
4562         if (n) {
4563                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4564                 if (!ret) {
4565                         struct seq_file *m = file->private_data;
4566                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4567                         m->private = n;
4568                         n = NULL;
4569                 }
4570                 kfree(n);
4571         }
4572         return ret;
4573 }
4574
4575 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4576         .open           = slabstats_open,
4577         .read           = seq_read,
4578         .llseek         = seq_lseek,
4579         .release        = seq_release_private,
4580 };
4581 #endif
4582
4583 static int __init slab_proc_init(void)
4584 {
4585 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4586         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4587 #endif
4588         return 0;
4589 }
4590 module_init(slab_proc_init);
4591 #endif
4592
4593 /**
4594  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4595  * @objp: Pointer to the object
4596  *
4597  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4598  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4599  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4600  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4601  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4602  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4603  * must not be freed during the duration of the call.
4604  */
4605 size_t ksize(const void *objp)
4606 {
4607         BUG_ON(!objp);
4608         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4609                 return 0;
4610
4611         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4612 }
4613 EXPORT_SYMBOL(ksize);