2ec2336a1ffcbc8f8a1c4a034000c5783c72b55b
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'slab_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/uaccess.h>
108 #include        <linux/nodemask.h>
109 #include        <linux/kmemleak.h>
110 #include        <linux/mempolicy.h>
111 #include        <linux/mutex.h>
112 #include        <linux/fault-inject.h>
113 #include        <linux/rtmutex.h>
114 #include        <linux/reciprocal_div.h>
115 #include        <linux/debugobjects.h>
116 #include        <linux/kmemcheck.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118 #include        <linux/prefetch.h>
119
120 #include        <net/sock.h>
121
122 #include        <asm/cacheflush.h>
123 #include        <asm/tlbflush.h>
124 #include        <asm/page.h>
125
126 #include <trace/events/kmem.h>
127
128 #include        "internal.h"
129
130 #include        "slab.h"
131
132 /*
133  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
134  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
135  *
136  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
137  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
138  *
139  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
140  */
141
142 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
143 #define DEBUG           1
144 #define STATS           1
145 #define FORCED_DEBUG    1
146 #else
147 #define DEBUG           0
148 #define STATS           0
149 #define FORCED_DEBUG    0
150 #endif
151
152 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
153 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
154 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
155
156 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
157 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
158 #endif
159
160 /*
161  * true if a page was allocated from pfmemalloc reserves for network-based
162  * swap
163  */
164 static bool pfmemalloc_active __read_mostly;
165
166 /*
167  * struct slab
168  *
169  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
170  * for a slab, or allocated from an general cache.
171  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
172  */
173 struct slab {
174         struct {
175                 struct list_head list;
176                 void *s_mem;            /* including colour offset */
177                 unsigned int active;    /* num of objs active in slab */
178         };
179 };
180
181 /*
182  * struct array_cache
183  *
184  * Purpose:
185  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
186  * - reduce the number of linked list operations
187  * - reduce spinlock operations
188  *
189  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
190  * footprint.
191  *
192  */
193 struct array_cache {
194         unsigned int avail;
195         unsigned int limit;
196         unsigned int batchcount;
197         unsigned int touched;
198         spinlock_t lock;
199         void *entry[];  /*
200                          * Must have this definition in here for the proper
201                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
202                          * the entries.
203                          *
204                          * Entries should not be directly dereferenced as
205                          * entries belonging to slabs marked pfmemalloc will
206                          * have the lower bits set SLAB_OBJ_PFMEMALLOC
207                          */
208 };
209
210 #define SLAB_OBJ_PFMEMALLOC     1
211 static inline bool is_obj_pfmemalloc(void *objp)
212 {
213         return (unsigned long)objp & SLAB_OBJ_PFMEMALLOC;
214 }
215
216 static inline void set_obj_pfmemalloc(void **objp)
217 {
218         *objp = (void *)((unsigned long)*objp | SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
219         return;
220 }
221
222 static inline void clear_obj_pfmemalloc(void **objp)
223 {
224         *objp = (void *)((unsigned long)*objp & ~SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
225 }
226
227 /*
228  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
229  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
230  */
231 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
232 struct arraycache_init {
233         struct array_cache cache;
234         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
235 };
236
237 /*
238  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
239  */
240 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
241 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
242 #define CACHE_CACHE 0
243 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
244 #define SIZE_NODE (2 * MAX_NUMNODES)
245
246 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
247                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
248 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
249                         int node);
250 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
251 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
252
253 static int slab_early_init = 1;
254
255 #define INDEX_AC kmalloc_index(sizeof(struct arraycache_init))
256 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
257
258 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
259 {
260         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
261         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
262         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
263         parent->shared = NULL;
264         parent->alien = NULL;
265         parent->colour_next = 0;
266         spin_lock_init(&parent->list_lock);
267         parent->free_objects = 0;
268         parent->free_touched = 0;
269 }
270
271 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
272         do {                                                            \
273                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
274                 list_splice(&(cachep->node[nodeid]->slab), listp);      \
275         } while (0)
276
277 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
278         do {                                                            \
279         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
280         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
281         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
282         } while (0)
283
284 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
285 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
286
287 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
288 /*
289  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
290  * cpucache drain/refill cycles.
291  *
292  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
293  * which could lock up otherwise freeable slabs.
294  */
295 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
296 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
297
298 #if STATS
299 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
300 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
301 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
302 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
303 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
304 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
305         do {                                                            \
306                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
307                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
308         } while (0)
309 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
310 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
311 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
312 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
313 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
314         do {                                                            \
315                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
316                         (x)->max_freeable = i;                          \
317         } while (0)
318 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
319 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
320 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
321 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
322 #else
323 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
324 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
325 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
326 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
327 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
328 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
329 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
330 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
331 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
332 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
333 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
334 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
335 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
336 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
337 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
338 #endif
339
340 #if DEBUG
341
342 /*
343  * memory layout of objects:
344  * 0            : objp
345  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
346  *              the end of an object is aligned with the end of the real
347  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
348  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
349  *              redzone word.
350  * cachep->obj_offset: The real object.
351  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
352  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
353  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
354  */
355 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
356 {
357         return cachep->obj_offset;
358 }
359
360 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
361 {
362         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
363         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
364                                       sizeof(unsigned long long));
365 }
366
367 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
368 {
369         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
370         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
371                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
372                                               sizeof(unsigned long long) -
373                                               REDZONE_ALIGN);
374         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
375                                        sizeof(unsigned long long));
376 }
377
378 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
379 {
380         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
381         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
382 }
383
384 #else
385
386 #define obj_offset(x)                   0
387 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
388 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
389 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
390
391 #endif
392
393 /*
394  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
395  * overridden on the command line.
396  */
397 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
398 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
399 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
400 static bool slab_max_order_set __initdata;
401
402 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
403 {
404         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
405         return page->slab_cache;
406 }
407
408 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
409 {
410         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
411
412         VM_BUG_ON(!PageSlab(page));
413         return page->slab_page;
414 }
415
416 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
417                                  unsigned int idx)
418 {
419         return slab->s_mem + cache->size * idx;
420 }
421
422 /*
423  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
424  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
425  *   we can replace (offset / cache->size) by
426  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
427  */
428 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
429                                         const struct slab *slab, void *obj)
430 {
431         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
432         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
433 }
434
435 static struct arraycache_init initarray_generic =
436     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
437
438 /* internal cache of cache description objs */
439 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
440         .batchcount = 1,
441         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
442         .shared = 1,
443         .size = sizeof(struct kmem_cache),
444         .name = "kmem_cache",
445 };
446
447 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
448
449 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
450
451 /*
452  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
453  * for other slabs "off slab".
454  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
455  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
456  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
457  *
458  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
459  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
460  * then comes back up during hotplug
461  */
462 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
463 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
464
465 static struct lock_class_key debugobj_l3_key;
466 static struct lock_class_key debugobj_alc_key;
467
468 static void slab_set_lock_classes(struct kmem_cache *cachep,
469                 struct lock_class_key *l3_key, struct lock_class_key *alc_key,
470                 int q)
471 {
472         struct array_cache **alc;
473         struct kmem_cache_node *n;
474         int r;
475
476         n = cachep->node[q];
477         if (!n)
478                 return;
479
480         lockdep_set_class(&n->list_lock, l3_key);
481         alc = n->alien;
482         /*
483          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
484          * should go away when common slab code is taught to
485          * work even without alien caches.
486          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
487          * for alloc_alien_cache,
488          */
489         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
490                 return;
491         for_each_node(r) {
492                 if (alc[r])
493                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock, alc_key);
494         }
495 }
496
497 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
498 {
499         slab_set_lock_classes(cachep, &debugobj_l3_key, &debugobj_alc_key, node);
500 }
501
502 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
503 {
504         int node;
505
506         for_each_online_node(node)
507                 slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
508 }
509
510 static void init_node_lock_keys(int q)
511 {
512         int i;
513
514         if (slab_state < UP)
515                 return;
516
517         for (i = 1; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++) {
518                 struct kmem_cache_node *n;
519                 struct kmem_cache *cache = kmalloc_caches[i];
520
521                 if (!cache)
522                         continue;
523
524                 n = cache->node[q];
525                 if (!n || OFF_SLAB(cache))
526                         continue;
527
528                 slab_set_lock_classes(cache, &on_slab_l3_key,
529                                 &on_slab_alc_key, q);
530         }
531 }
532
533 static void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int q)
534 {
535         if (!cachep->node[q])
536                 return;
537
538         slab_set_lock_classes(cachep, &on_slab_l3_key,
539                         &on_slab_alc_key, q);
540 }
541
542 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
543 {
544         int node;
545
546         VM_BUG_ON(OFF_SLAB(cachep));
547         for_each_node(node)
548                 on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
549 }
550
551 static inline void init_lock_keys(void)
552 {
553         int node;
554
555         for_each_node(node)
556                 init_node_lock_keys(node);
557 }
558 #else
559 static void init_node_lock_keys(int q)
560 {
561 }
562
563 static inline void init_lock_keys(void)
564 {
565 }
566
567 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
568 {
569 }
570
571 static inline void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
572 {
573 }
574
575 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
576 {
577 }
578
579 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
580 {
581 }
582 #endif
583
584 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
585
586 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
587 {
588         return cachep->array[smp_processor_id()];
589 }
590
591 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
592 {
593         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(unsigned int), align);
594 }
595
596 /*
597  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
598  */
599 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
600                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
601                            unsigned int *num)
602 {
603         int nr_objs;
604         size_t mgmt_size;
605         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
606
607         /*
608          * The slab management structure can be either off the slab or
609          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
610          * slab is used for:
611          *
612          * - The struct slab
613          * - One unsigned int for each object
614          * - Padding to respect alignment of @align
615          * - @buffer_size bytes for each object
616          *
617          * If the slab management structure is off the slab, then the
618          * alignment will already be calculated into the size. Because
619          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
620          * correct alignment when allocated.
621          */
622         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
623                 mgmt_size = 0;
624                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
625
626         } else {
627                 /*
628                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
629                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
630                  * least @align. In the worst case, this result will
631                  * be one greater than the number of objects that fit
632                  * into the memory allocation when taking the padding
633                  * into account.
634                  */
635                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
636                           (buffer_size + sizeof(unsigned int));
637
638                 /*
639                  * This calculated number will be either the right
640                  * amount, or one greater than what we want.
641                  */
642                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
643                        > slab_size)
644                         nr_objs--;
645
646                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
647         }
648         *num = nr_objs;
649         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
650 }
651
652 #if DEBUG
653 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
654
655 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
656                         char *msg)
657 {
658         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
659                function, cachep->name, msg);
660         dump_stack();
661         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
662 }
663 #endif
664
665 /*
666  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
667  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
668  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
669  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
670  * line
671   */
672
673 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
674 static int __init noaliencache_setup(char *s)
675 {
676         use_alien_caches = 0;
677         return 1;
678 }
679 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
680
681 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
682 {
683         get_option(&str, &slab_max_order);
684         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
685                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
686         slab_max_order_set = true;
687
688         return 1;
689 }
690 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
691
692 #ifdef CONFIG_NUMA
693 /*
694  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
695  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
696  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
697  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
698  */
699 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
700
701 static void init_reap_node(int cpu)
702 {
703         int node;
704
705         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
706         if (node == MAX_NUMNODES)
707                 node = first_node(node_online_map);
708
709         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
710 }
711
712 static void next_reap_node(void)
713 {
714         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
715
716         node = next_node(node, node_online_map);
717         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
718                 node = first_node(node_online_map);
719         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
720 }
721
722 #else
723 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
724 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
725 #endif
726
727 /*
728  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
729  * via the workqueue/eventd.
730  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
731  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
732  * lock.
733  */
734 static void start_cpu_timer(int cpu)
735 {
736         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
737
738         /*
739          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
740          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
741          * at that time.
742          */
743         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
744                 init_reap_node(cpu);
745                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
746                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
747                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
748         }
749 }
750
751 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
752                                             int batchcount, gfp_t gfp)
753 {
754         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
755         struct array_cache *nc = NULL;
756
757         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
758         /*
759          * The array_cache structures contain pointers to free object.
760          * However, when such objects are allocated or transferred to another
761          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
762          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
763          * not scan such objects.
764          */
765         kmemleak_no_scan(nc);
766         if (nc) {
767                 nc->avail = 0;
768                 nc->limit = entries;
769                 nc->batchcount = batchcount;
770                 nc->touched = 0;
771                 spin_lock_init(&nc->lock);
772         }
773         return nc;
774 }
775
776 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct slab *slabp)
777 {
778         struct page *page = virt_to_page(slabp->s_mem);
779
780         return PageSlabPfmemalloc(page);
781 }
782
783 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
784 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
785                                                 struct array_cache *ac)
786 {
787         struct kmem_cache_node *n = cachep->node[numa_mem_id()];
788         struct slab *slabp;
789         unsigned long flags;
790
791         if (!pfmemalloc_active)
792                 return;
793
794         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
795         list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_full, list)
796                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
797                         goto out;
798
799         list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_partial, list)
800                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
801                         goto out;
802
803         list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_free, list)
804                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
805                         goto out;
806
807         pfmemalloc_active = false;
808 out:
809         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
810 }
811
812 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
813                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
814 {
815         int i;
816         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
817
818         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
819         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
820                 struct kmem_cache_node *n;
821
822                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
823                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
824                         return objp;
825                 }
826
827                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
828                 for (i = 0; i < ac->avail; i++) {
829                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
830                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
831                                 objp = ac->entry[i];
832                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
833                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
834                                 return objp;
835                         }
836                 }
837
838                 /*
839                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
840                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
841                  */
842                 n = cachep->node[numa_mem_id()];
843                 if (!list_empty(&n->slabs_free) && force_refill) {
844                         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
845                         ClearPageSlabPfmemalloc(virt_to_head_page(slabp->s_mem));
846                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
847                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
848                         return objp;
849                 }
850
851                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
852                 ac->avail++;
853                 objp = NULL;
854         }
855
856         return objp;
857 }
858
859 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
860                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
861 {
862         void *objp;
863
864         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
865                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
866         else
867                 objp = ac->entry[--ac->avail];
868
869         return objp;
870 }
871
872 static void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
873                                                                 void *objp)
874 {
875         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
876                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
877                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
878                 struct page *page = virt_to_head_page(slabp->s_mem);
879                 if (PageSlabPfmemalloc(page))
880                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
881         }
882
883         return objp;
884 }
885
886 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
887                                                                 void *objp)
888 {
889         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
890                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
891
892         ac->entry[ac->avail++] = objp;
893 }
894
895 /*
896  * Transfer objects in one arraycache to another.
897  * Locking must be handled by the caller.
898  *
899  * Return the number of entries transferred.
900  */
901 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
902                 struct array_cache *from, unsigned int max)
903 {
904         /* Figure out how many entries to transfer */
905         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
906
907         if (!nr)
908                 return 0;
909
910         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
911                         sizeof(void *) *nr);
912
913         from->avail -= nr;
914         to->avail += nr;
915         return nr;
916 }
917
918 #ifndef CONFIG_NUMA
919
920 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
921 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
922
923 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
924 {
925         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
926 }
927
928 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
929 {
930 }
931
932 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
933 {
934         return 0;
935 }
936
937 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
938                 gfp_t flags)
939 {
940         return NULL;
941 }
942
943 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
944                  gfp_t flags, int nodeid)
945 {
946         return NULL;
947 }
948
949 #else   /* CONFIG_NUMA */
950
951 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
952 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
953
954 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
955 {
956         struct array_cache **ac_ptr;
957         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
958         int i;
959
960         if (limit > 1)
961                 limit = 12;
962         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
963         if (ac_ptr) {
964                 for_each_node(i) {
965                         if (i == node || !node_online(i))
966                                 continue;
967                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
968                         if (!ac_ptr[i]) {
969                                 for (i--; i >= 0; i--)
970                                         kfree(ac_ptr[i]);
971                                 kfree(ac_ptr);
972                                 return NULL;
973                         }
974                 }
975         }
976         return ac_ptr;
977 }
978
979 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
980 {
981         int i;
982
983         if (!ac_ptr)
984                 return;
985         for_each_node(i)
986             kfree(ac_ptr[i]);
987         kfree(ac_ptr);
988 }
989
990 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
991                                 struct array_cache *ac, int node)
992 {
993         struct kmem_cache_node *n = cachep->node[node];
994
995         if (ac->avail) {
996                 spin_lock(&n->list_lock);
997                 /*
998                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
999                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1000                  * into the free lists and getting them back later.
1001                  */
1002                 if (n->shared)
1003                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
1004
1005                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1006                 ac->avail = 0;
1007                 spin_unlock(&n->list_lock);
1008         }
1009 }
1010
1011 /*
1012  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1013  */
1014 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
1015 {
1016         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1017
1018         if (n->alien) {
1019                 struct array_cache *ac = n->alien[node];
1020
1021                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1022                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1023                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1024                 }
1025         }
1026 }
1027
1028 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1029                                 struct array_cache **alien)
1030 {
1031         int i = 0;
1032         struct array_cache *ac;
1033         unsigned long flags;
1034
1035         for_each_online_node(i) {
1036                 ac = alien[i];
1037                 if (ac) {
1038                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1039                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1040                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1041                 }
1042         }
1043 }
1044
1045 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1046 {
1047         int nodeid = page_to_nid(virt_to_page(objp));
1048         struct kmem_cache_node *n;
1049         struct array_cache *alien = NULL;
1050         int node;
1051
1052         node = numa_mem_id();
1053
1054         /*
1055          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1056          * cache on this cpu.
1057          */
1058         if (likely(nodeid == node))
1059                 return 0;
1060
1061         n = cachep->node[node];
1062         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1063         if (n->alien && n->alien[nodeid]) {
1064                 alien = n->alien[nodeid];
1065                 spin_lock(&alien->lock);
1066                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1067                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1068                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1069                 }
1070                 ac_put_obj(cachep, alien, objp);
1071                 spin_unlock(&alien->lock);
1072         } else {
1073                 spin_lock(&(cachep->node[nodeid])->list_lock);
1074                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1075                 spin_unlock(&(cachep->node[nodeid])->list_lock);
1076         }
1077         return 1;
1078 }
1079 #endif
1080
1081 /*
1082  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
1083  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
1084  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1085  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
1086  * already in use.
1087  *
1088  * Must hold slab_mutex.
1089  */
1090 static int init_cache_node_node(int node)
1091 {
1092         struct kmem_cache *cachep;
1093         struct kmem_cache_node *n;
1094         const int memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
1095
1096         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1097                 /*
1098                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1099                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1100                  * node has not already allocated this
1101                  */
1102                 if (!cachep->node[node]) {
1103                         n = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1104                         if (!n)
1105                                 return -ENOMEM;
1106                         kmem_cache_node_init(n);
1107                         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1108                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1109
1110                         /*
1111                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1112                          * go.  slab_mutex is sufficient
1113                          * protection here.
1114                          */
1115                         cachep->node[node] = n;
1116                 }
1117
1118                 spin_lock_irq(&cachep->node[node]->list_lock);
1119                 cachep->node[node]->free_limit =
1120                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1121                         cachep->batchcount + cachep->num;
1122                 spin_unlock_irq(&cachep->node[node]->list_lock);
1123         }
1124         return 0;
1125 }
1126
1127 static inline int slabs_tofree(struct kmem_cache *cachep,
1128                                                 struct kmem_cache_node *n)
1129 {
1130         return (n->free_objects + cachep->num - 1) / cachep->num;
1131 }
1132
1133 static void cpuup_canceled(long cpu)
1134 {
1135         struct kmem_cache *cachep;
1136         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1137         int node = cpu_to_mem(cpu);
1138         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1139
1140         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1141                 struct array_cache *nc;
1142                 struct array_cache *shared;
1143                 struct array_cache **alien;
1144
1145                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1146                 nc = cachep->array[cpu];
1147                 cachep->array[cpu] = NULL;
1148                 n = cachep->node[node];
1149
1150                 if (!n)
1151                         goto free_array_cache;
1152
1153                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1154
1155                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
1156                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
1157                 if (nc)
1158                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1159
1160                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1161                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1162                         goto free_array_cache;
1163                 }
1164
1165                 shared = n->shared;
1166                 if (shared) {
1167                         free_block(cachep, shared->entry,
1168                                    shared->avail, node);
1169                         n->shared = NULL;
1170                 }
1171
1172                 alien = n->alien;
1173                 n->alien = NULL;
1174
1175                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1176
1177                 kfree(shared);
1178                 if (alien) {
1179                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1180                         free_alien_cache(alien);
1181                 }
1182 free_array_cache:
1183                 kfree(nc);
1184         }
1185         /*
1186          * In the previous loop, all the objects were freed to
1187          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1188          * shrink each nodelist to its limit.
1189          */
1190         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1191                 n = cachep->node[node];
1192                 if (!n)
1193                         continue;
1194                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1195         }
1196 }
1197
1198 static int cpuup_prepare(long cpu)
1199 {
1200         struct kmem_cache *cachep;
1201         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1202         int node = cpu_to_mem(cpu);
1203         int err;
1204
1205         /*
1206          * We need to do this right in the beginning since
1207          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1208          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1209          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1210          */
1211         err = init_cache_node_node(node);
1212         if (err < 0)
1213                 goto bad;
1214
1215         /*
1216          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1217          * array caches
1218          */
1219         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1220                 struct array_cache *nc;
1221                 struct array_cache *shared = NULL;
1222                 struct array_cache **alien = NULL;
1223
1224                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1225                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1226                 if (!nc)
1227                         goto bad;
1228                 if (cachep->shared) {
1229                         shared = alloc_arraycache(node,
1230                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1231                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1232                         if (!shared) {
1233                                 kfree(nc);
1234                                 goto bad;
1235                         }
1236                 }
1237                 if (use_alien_caches) {
1238                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1239                         if (!alien) {
1240                                 kfree(shared);
1241                                 kfree(nc);
1242                                 goto bad;
1243                         }
1244                 }
1245                 cachep->array[cpu] = nc;
1246                 n = cachep->node[node];
1247                 BUG_ON(!n);
1248
1249                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1250                 if (!n->shared) {
1251                         /*
1252                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1253                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1254                          */
1255                         n->shared = shared;
1256                         shared = NULL;
1257                 }
1258 #ifdef CONFIG_NUMA
1259                 if (!n->alien) {
1260                         n->alien = alien;
1261                         alien = NULL;
1262                 }
1263 #endif
1264                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1265                 kfree(shared);
1266                 free_alien_cache(alien);
1267                 if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS)
1268                         slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
1269                 else if (!OFF_SLAB(cachep) &&
1270                          !(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1271                         on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
1272         }
1273         init_node_lock_keys(node);
1274
1275         return 0;
1276 bad:
1277         cpuup_canceled(cpu);
1278         return -ENOMEM;
1279 }
1280
1281 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1282                                     unsigned long action, void *hcpu)
1283 {
1284         long cpu = (long)hcpu;
1285         int err = 0;
1286
1287         switch (action) {
1288         case CPU_UP_PREPARE:
1289         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1290                 mutex_lock(&slab_mutex);
1291                 err = cpuup_prepare(cpu);
1292                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1293                 break;
1294         case CPU_ONLINE:
1295         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1296                 start_cpu_timer(cpu);
1297                 break;
1298 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1299         case CPU_DOWN_PREPARE:
1300         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1301                 /*
1302                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1303                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1304                  * anything expensive but will only modify reap_work
1305                  * and reschedule the timer.
1306                 */
1307                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1308                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1309                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1310                 break;
1311         case CPU_DOWN_FAILED:
1312         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1313                 start_cpu_timer(cpu);
1314                 break;
1315         case CPU_DEAD:
1316         case CPU_DEAD_FROZEN:
1317                 /*
1318                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1319                  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between
1320                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1321                  * memory from the node of the cpu going down.  The node
1322                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1323                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1324                  */
1325                 /* fall through */
1326 #endif
1327         case CPU_UP_CANCELED:
1328         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1329                 mutex_lock(&slab_mutex);
1330                 cpuup_canceled(cpu);
1331                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1332                 break;
1333         }
1334         return notifier_from_errno(err);
1335 }
1336
1337 static struct notifier_block cpucache_notifier = {
1338         &cpuup_callback, NULL, 0
1339 };
1340
1341 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1342 /*
1343  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1344  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1345  * removed.
1346  *
1347  * Must hold slab_mutex.
1348  */
1349 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1350 {
1351         struct kmem_cache *cachep;
1352         int ret = 0;
1353
1354         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1355                 struct kmem_cache_node *n;
1356
1357                 n = cachep->node[node];
1358                 if (!n)
1359                         continue;
1360
1361                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1362
1363                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1364                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1365                         ret = -EBUSY;
1366                         break;
1367                 }
1368         }
1369         return ret;
1370 }
1371
1372 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1373                                         unsigned long action, void *arg)
1374 {
1375         struct memory_notify *mnb = arg;
1376         int ret = 0;
1377         int nid;
1378
1379         nid = mnb->status_change_nid;
1380         if (nid < 0)
1381                 goto out;
1382
1383         switch (action) {
1384         case MEM_GOING_ONLINE:
1385                 mutex_lock(&slab_mutex);
1386                 ret = init_cache_node_node(nid);
1387                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1388                 break;
1389         case MEM_GOING_OFFLINE:
1390                 mutex_lock(&slab_mutex);
1391                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1392                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1393                 break;
1394         case MEM_ONLINE:
1395         case MEM_OFFLINE:
1396         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1397         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1398                 break;
1399         }
1400 out:
1401         return notifier_from_errno(ret);
1402 }
1403 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1404
1405 /*
1406  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1407  */
1408 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1409                                 int nodeid)
1410 {
1411         struct kmem_cache_node *ptr;
1412
1413         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1414         BUG_ON(!ptr);
1415
1416         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1417         /*
1418          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1419          */
1420         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1421
1422         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1423         cachep->node[nodeid] = ptr;
1424 }
1425
1426 /*
1427  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1428  * size of kmem_cache_node.
1429  */
1430 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1431 {
1432         int node;
1433
1434         for_each_online_node(node) {
1435                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1436                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1437                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1438                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1439         }
1440 }
1441
1442 /*
1443  * The memory after the last cpu cache pointer is used for the
1444  * the node pointer.
1445  */
1446 static void setup_node_pointer(struct kmem_cache *cachep)
1447 {
1448         cachep->node = (struct kmem_cache_node **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
1449 }
1450
1451 /*
1452  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1453  * before smp_init().
1454  */
1455 void __init kmem_cache_init(void)
1456 {
1457         int i;
1458
1459         BUILD_BUG_ON(sizeof(((struct page *)NULL)->lru) <
1460                                         sizeof(struct rcu_head));
1461         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1462         setup_node_pointer(kmem_cache);
1463
1464         if (num_possible_nodes() == 1)
1465                 use_alien_caches = 0;
1466
1467         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1468                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1469
1470         set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1471
1472         /*
1473          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1474          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1475          * not overridden on the command line.
1476          */
1477         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1478                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1479
1480         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1481          * from caches that do not exist yet:
1482          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1483          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1484          *    kmem_cache is statically allocated.
1485          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1486          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1487          *    array at the end of the bootstrap.
1488          * 2) Create the first kmalloc cache.
1489          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1490          *    An __init data area is used for the head array.
1491          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1492          *    head arrays.
1493          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1494          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1495          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1496          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1497          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1498          */
1499
1500         /* 1) create the kmem_cache */
1501
1502         /*
1503          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1504          */
1505         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1506                 offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1507                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1508                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1509         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1510
1511         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1512
1513         /*
1514          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1515          * kmem_cache_node structures first.  Without this, further allocations will
1516          * bug.
1517          */
1518
1519         kmalloc_caches[INDEX_AC] = create_kmalloc_cache("kmalloc-ac",
1520                                         kmalloc_size(INDEX_AC), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1521
1522         if (INDEX_AC != INDEX_NODE)
1523                 kmalloc_caches[INDEX_NODE] =
1524                         create_kmalloc_cache("kmalloc-node",
1525                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1526
1527         slab_early_init = 0;
1528
1529         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1530         {
1531                 struct array_cache *ptr;
1532
1533                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1534
1535                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmem_cache),
1536                        sizeof(struct arraycache_init));
1537                 /*
1538                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1539                  */
1540                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1541
1542                 kmem_cache->array[smp_processor_id()] = ptr;
1543
1544                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1545
1546                 BUG_ON(cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC])
1547                        != &initarray_generic.cache);
1548                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC]),
1549                        sizeof(struct arraycache_init));
1550                 /*
1551                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1552                  */
1553                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1554
1555                 kmalloc_caches[INDEX_AC]->array[smp_processor_id()] = ptr;
1556         }
1557         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1558         {
1559                 int nid;
1560
1561                 for_each_online_node(nid) {
1562                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1563
1564                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_AC],
1565                                   &init_kmem_cache_node[SIZE_AC + nid], nid);
1566
1567                         if (INDEX_AC != INDEX_NODE) {
1568                                 init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1569                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1570                         }
1571                 }
1572         }
1573
1574         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1575 }
1576
1577 void __init kmem_cache_init_late(void)
1578 {
1579         struct kmem_cache *cachep;
1580
1581         slab_state = UP;
1582
1583         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1584         mutex_lock(&slab_mutex);
1585         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1586                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1587                         BUG();
1588         mutex_unlock(&slab_mutex);
1589
1590         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1591         init_lock_keys();
1592
1593         /* Done! */
1594         slab_state = FULL;
1595
1596         /*
1597          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1598          * cpu_cache_get for all new cpus
1599          */
1600         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1601
1602 #ifdef CONFIG_NUMA
1603         /*
1604          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1605          * node.
1606          */
1607         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1608 #endif
1609
1610         /*
1611          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1612          * of the kernel is not yet operational.
1613          */
1614 }
1615
1616 static int __init cpucache_init(void)
1617 {
1618         int cpu;
1619
1620         /*
1621          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1622          */
1623         for_each_online_cpu(cpu)
1624                 start_cpu_timer(cpu);
1625
1626         /* Done! */
1627         slab_state = FULL;
1628         return 0;
1629 }
1630 __initcall(cpucache_init);
1631
1632 static noinline void
1633 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1634 {
1635         struct kmem_cache_node *n;
1636         struct slab *slabp;
1637         unsigned long flags;
1638         int node;
1639
1640         printk(KERN_WARNING
1641                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1642                 nodeid, gfpflags);
1643         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1644                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1645
1646         for_each_online_node(node) {
1647                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1648                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1649
1650                 n = cachep->node[node];
1651                 if (!n)
1652                         continue;
1653
1654                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1655                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_full, list) {
1656                         active_objs += cachep->num;
1657                         active_slabs++;
1658                 }
1659                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_partial, list) {
1660                         active_objs += slabp->active;
1661                         active_slabs++;
1662                 }
1663                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_free, list)
1664                         num_slabs++;
1665
1666                 free_objects += n->free_objects;
1667                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1668
1669                 num_slabs += active_slabs;
1670                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1671                 printk(KERN_WARNING
1672                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1673                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1674                         free_objects);
1675         }
1676 }
1677
1678 /*
1679  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1680  *
1681  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1682  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1683  * would be relatively rare and ignorable.
1684  */
1685 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1686                                                                 int nodeid)
1687 {
1688         struct page *page;
1689         int nr_pages;
1690
1691         flags |= cachep->allocflags;
1692         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1693                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1694
1695         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1696         if (!page) {
1697                 if (!(flags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1698                         slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1699                 return NULL;
1700         }
1701
1702         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1703         if (unlikely(page->pfmemalloc))
1704                 pfmemalloc_active = true;
1705
1706         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1707         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1708                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1709                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1710         else
1711                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1712                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1713         __SetPageSlab(page);
1714         if (page->pfmemalloc)
1715                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1716         memcg_bind_pages(cachep, cachep->gfporder);
1717
1718         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1719                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1720
1721                 if (cachep->ctor)
1722                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1723                 else
1724                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1725         }
1726
1727         return page;
1728 }
1729
1730 /*
1731  * Interface to system's page release.
1732  */
1733 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1734 {
1735         const unsigned long nr_freed = (1 << cachep->gfporder);
1736
1737         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1738
1739         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1740                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1741                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1742         else
1743                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1744                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1745
1746         BUG_ON(!PageSlab(page));
1747         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1748         __ClearPageSlab(page);
1749
1750         memcg_release_pages(cachep, cachep->gfporder);
1751         if (current->reclaim_state)
1752                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1753         __free_memcg_kmem_pages(page, cachep->gfporder);
1754 }
1755
1756 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1757 {
1758         struct kmem_cache *cachep;
1759         struct page *page;
1760
1761         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1762         cachep = page->slab_cache;
1763
1764         kmem_freepages(cachep, page);
1765 }
1766
1767 #if DEBUG
1768
1769 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1770 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1771                             unsigned long caller)
1772 {
1773         int size = cachep->object_size;
1774
1775         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1776
1777         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1778                 return;
1779
1780         *addr++ = 0x12345678;
1781         *addr++ = caller;
1782         *addr++ = smp_processor_id();
1783         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1784         {
1785                 unsigned long *sptr = &caller;
1786                 unsigned long svalue;
1787
1788                 while (!kstack_end(sptr)) {
1789                         svalue = *sptr++;
1790                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1791                                 *addr++ = svalue;
1792                                 size -= sizeof(unsigned long);
1793                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1794                                         break;
1795                         }
1796                 }
1797
1798         }
1799         *addr++ = 0x87654321;
1800 }
1801 #endif
1802
1803 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1804 {
1805         int size = cachep->object_size;
1806         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1807
1808         memset(addr, val, size);
1809         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1810 }
1811
1812 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1813 {
1814         int i;
1815         unsigned char error = 0;
1816         int bad_count = 0;
1817
1818         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1819         for (i = 0; i < limit; i++) {
1820                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1821                         error = data[offset + i];
1822                         bad_count++;
1823                 }
1824         }
1825         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1826                         &data[offset], limit, 1);
1827
1828         if (bad_count == 1) {
1829                 error ^= POISON_FREE;
1830                 if (!(error & (error - 1))) {
1831                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1832                                         "bad RAM.\n");
1833 #ifdef CONFIG_X86
1834                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1835                                         "test tool.\n");
1836 #else
1837                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1838 #endif
1839                 }
1840         }
1841 }
1842 #endif
1843
1844 #if DEBUG
1845
1846 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1847 {
1848         int i, size;
1849         char *realobj;
1850
1851         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1852                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1853                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1854                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1855         }
1856
1857         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1858                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1859                        *dbg_userword(cachep, objp),
1860                        *dbg_userword(cachep, objp));
1861         }
1862         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1863         size = cachep->object_size;
1864         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1865                 int limit;
1866                 limit = 16;
1867                 if (i + limit > size)
1868                         limit = size - i;
1869                 dump_line(realobj, i, limit);
1870         }
1871 }
1872
1873 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1874 {
1875         char *realobj;
1876         int size, i;
1877         int lines = 0;
1878
1879         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1880         size = cachep->object_size;
1881
1882         for (i = 0; i < size; i++) {
1883                 char exp = POISON_FREE;
1884                 if (i == size - 1)
1885                         exp = POISON_END;
1886                 if (realobj[i] != exp) {
1887                         int limit;
1888                         /* Mismatch ! */
1889                         /* Print header */
1890                         if (lines == 0) {
1891                                 printk(KERN_ERR
1892                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1893                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
1894                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1895                         }
1896                         /* Hexdump the affected line */
1897                         i = (i / 16) * 16;
1898                         limit = 16;
1899                         if (i + limit > size)
1900                                 limit = size - i;
1901                         dump_line(realobj, i, limit);
1902                         i += 16;
1903                         lines++;
1904                         /* Limit to 5 lines */
1905                         if (lines > 5)
1906                                 break;
1907                 }
1908         }
1909         if (lines != 0) {
1910                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1911                  * exist:
1912                  */
1913                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1914                 unsigned int objnr;
1915
1916                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1917                 if (objnr) {
1918                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1919                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1920                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1921                                realobj, size);
1922                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1923                 }
1924                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1925                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1926                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1927                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1928                                realobj, size);
1929                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1930                 }
1931         }
1932 }
1933 #endif
1934
1935 #if DEBUG
1936 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1937 {
1938         int i;
1939         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1940                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1941
1942                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1943 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1944                         if (cachep->size % PAGE_SIZE == 0 &&
1945                                         OFF_SLAB(cachep))
1946                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1947                                         cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
1948                         else
1949                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1950 #else
1951                         check_poison_obj(cachep, objp);
1952 #endif
1953                 }
1954                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1955                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1956                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1957                                            "was overwritten");
1958                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1959                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1960                                            "was overwritten");
1961                 }
1962         }
1963 }
1964 #else
1965 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1966 {
1967 }
1968 #endif
1969
1970 /**
1971  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1972  * @cachep: cache pointer being destroyed
1973  * @slabp: slab pointer being destroyed
1974  *
1975  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1976  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1977  * cache-lock is not held/needed.
1978  */
1979 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1980 {
1981         struct page *page = virt_to_head_page(slabp->s_mem);
1982
1983         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
1984         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1985                 struct rcu_head *head;
1986
1987                 /*
1988                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU.
1989                  * slab_page has been overloeaded over the LRU,
1990                  * however it is not used from now on so that
1991                  * we can use it safely.
1992                  */
1993                 head = (void *)&page->rcu_head;
1994                 call_rcu(head, kmem_rcu_free);
1995
1996         } else {
1997                 kmem_freepages(cachep, page);
1998         }
1999
2000         /*
2001          * From now on, we don't use slab management
2002          * although actual page can be freed in rcu context
2003          */
2004         if (OFF_SLAB(cachep))
2005                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
2006 }
2007
2008 /**
2009  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2010  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2011  * @size: size of objects to be created in this cache.
2012  * @align: required alignment for the objects.
2013  * @flags: slab allocation flags
2014  *
2015  * Also calculates the number of objects per slab.
2016  *
2017  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2018  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2019  * towards high-order requests, this should be changed.
2020  */
2021 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2022                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2023 {
2024         unsigned long offslab_limit;
2025         size_t left_over = 0;
2026         int gfporder;
2027
2028         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2029                 unsigned int num;
2030                 size_t remainder;
2031
2032                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2033                 if (!num)
2034                         continue;
2035
2036                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2037                         /*
2038                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2039                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2040                          * looping condition in cache_grow().
2041                          */
2042                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2043                         offslab_limit /= sizeof(unsigned int);
2044
2045                         if (num > offslab_limit)
2046                                 break;
2047                 }
2048
2049                 /* Found something acceptable - save it away */
2050                 cachep->num = num;
2051                 cachep->gfporder = gfporder;
2052                 left_over = remainder;
2053
2054                 /*
2055                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2056                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2057                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2058                  */
2059                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2060                         break;
2061
2062                 /*
2063                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2064                  * currently bad for the gfp()s.
2065                  */
2066                 if (gfporder >= slab_max_order)
2067                         break;
2068
2069                 /*
2070                  * Acceptable internal fragmentation?
2071                  */
2072                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2073                         break;
2074         }
2075         return left_over;
2076 }
2077
2078 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2079 {
2080         if (slab_state >= FULL)
2081                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2082
2083         if (slab_state == DOWN) {
2084                 /*
2085                  * Note: Creation of first cache (kmem_cache).
2086                  * The setup_node is taken care
2087                  * of by the caller of __kmem_cache_create
2088                  */
2089                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2090                 slab_state = PARTIAL;
2091         } else if (slab_state == PARTIAL) {
2092                 /*
2093                  * Note: the second kmem_cache_create must create the cache
2094                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2095                  * further caches will BUG().
2096                  */
2097                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2098
2099                 /*
2100                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_cache_node)) is
2101                  * the second cache, then we need to set up all its node/,
2102                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2103                  */
2104                 set_up_node(cachep, SIZE_AC);
2105                 if (INDEX_AC == INDEX_NODE)
2106                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2107                 else
2108                         slab_state = PARTIAL_ARRAYCACHE;
2109         } else {
2110                 /* Remaining boot caches */
2111                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2112                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2113
2114                 if (slab_state == PARTIAL_ARRAYCACHE) {
2115                         set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
2116                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2117                 } else {
2118                         int node;
2119                         for_each_online_node(node) {
2120                                 cachep->node[node] =
2121                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node),
2122                                                 gfp, node);
2123                                 BUG_ON(!cachep->node[node]);
2124                                 kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
2125                         }
2126                 }
2127         }
2128         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
2129                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2130                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2131
2132         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2133         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2134         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2135         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2136         cachep->batchcount = 1;
2137         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2138         return 0;
2139 }
2140
2141 /**
2142  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2143  * @cachep: cache management descriptor
2144  * @flags: SLAB flags
2145  *
2146  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2147  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2148  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2149  *
2150  * The flags are
2151  *
2152  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2153  * to catch references to uninitialised memory.
2154  *
2155  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2156  * for buffer overruns.
2157  *
2158  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2159  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2160  * as davem.
2161  */
2162 int
2163 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2164 {
2165         size_t left_over, slab_size, ralign;
2166         gfp_t gfp;
2167         int err;
2168         size_t size = cachep->size;
2169
2170 #if DEBUG
2171 #if FORCED_DEBUG
2172         /*
2173          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2174          * large objects, if the increased size would increase the object size
2175          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2176          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2177          */
2178         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2179                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2180                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2181         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2182                 flags |= SLAB_POISON;
2183 #endif
2184         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2185                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2186 #endif
2187
2188         /*
2189          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2190          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2191          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2192          */
2193         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2194                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2195                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2196         }
2197
2198         /*
2199          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2200          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2201          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2202          */
2203         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2204                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2205
2206         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2207                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2208                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2209                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2210                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2211                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2212         }
2213
2214         /* 3) caller mandated alignment */
2215         if (ralign < cachep->align) {
2216                 ralign = cachep->align;
2217         }
2218         /* disable debug if necessary */
2219         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2220                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2221         /*
2222          * 4) Store it.
2223          */
2224         cachep->align = ralign;
2225
2226         if (slab_is_available())
2227                 gfp = GFP_KERNEL;
2228         else
2229                 gfp = GFP_NOWAIT;
2230
2231         setup_node_pointer(cachep);
2232 #if DEBUG
2233
2234         /*
2235          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2236          * into align above.
2237          */
2238         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2239                 /* add space for red zone words */
2240                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2241                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2242         }
2243         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2244                 /* user store requires one word storage behind the end of
2245                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2246                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2247                  */
2248                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2249                         size += REDZONE_ALIGN;
2250                 else
2251                         size += BYTES_PER_WORD;
2252         }
2253 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2254         if (size >= kmalloc_size(INDEX_NODE + 1)
2255             && cachep->object_size > cache_line_size()
2256             && ALIGN(size, cachep->align) < PAGE_SIZE) {
2257                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, cachep->align);
2258                 size = PAGE_SIZE;
2259         }
2260 #endif
2261 #endif
2262
2263         /*
2264          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2265          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2266          * it too early on. Always use on-slab management when
2267          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2268          */
2269         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2270             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2271                 /*
2272                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2273                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2274                  */
2275                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2276
2277         size = ALIGN(size, cachep->align);
2278
2279         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, cachep->align, flags);
2280
2281         if (!cachep->num)
2282                 return -E2BIG;
2283
2284         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(unsigned int)
2285                           + sizeof(struct slab), cachep->align);
2286
2287         /*
2288          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2289          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2290          */
2291         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2292                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2293                 left_over -= slab_size;
2294         }
2295
2296         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2297                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2298                 slab_size =
2299                     cachep->num * sizeof(unsigned int) + sizeof(struct slab);
2300
2301 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2302                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2303                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2304                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2305                  */
2306                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2307                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2308 #endif
2309         }
2310
2311         cachep->colour_off = cache_line_size();
2312         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2313         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2314                 cachep->colour_off = cachep->align;
2315         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2316         cachep->slab_size = slab_size;
2317         cachep->flags = flags;
2318         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2319         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2320                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2321         cachep->size = size;
2322         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2323
2324         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2325                 cachep->slabp_cache = kmalloc_slab(slab_size, 0u);
2326                 /*
2327                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2328                  * But since we go off slab only for object size greater than
2329                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2330                  * this should not happen at all.
2331                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2332                  */
2333                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2334         }
2335
2336         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2337         if (err) {
2338                 __kmem_cache_shutdown(cachep);
2339                 return err;
2340         }
2341
2342         if (flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS) {
2343                 /*
2344                  * Would deadlock through slab_destroy()->call_rcu()->
2345                  * debug_object_activate()->kmem_cache_alloc().
2346                  */
2347                 WARN_ON_ONCE(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU);
2348
2349                 slab_set_debugobj_lock_classes(cachep);
2350         } else if (!OFF_SLAB(cachep) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2351                 on_slab_lock_classes(cachep);
2352
2353         return 0;
2354 }
2355
2356 #if DEBUG
2357 static void check_irq_off(void)
2358 {
2359         BUG_ON(!irqs_disabled());
2360 }
2361
2362 static void check_irq_on(void)
2363 {
2364         BUG_ON(irqs_disabled());
2365 }
2366
2367 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2368 {
2369 #ifdef CONFIG_SMP
2370         check_irq_off();
2371         assert_spin_locked(&cachep->node[numa_mem_id()]->list_lock);
2372 #endif
2373 }
2374
2375 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2376 {
2377 #ifdef CONFIG_SMP
2378         check_irq_off();
2379         assert_spin_locked(&cachep->node[node]->list_lock);
2380 #endif
2381 }
2382
2383 #else
2384 #define check_irq_off() do { } while(0)
2385 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2386 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2387 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2388 #endif
2389
2390 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
2391                         struct array_cache *ac,
2392                         int force, int node);
2393
2394 static void do_drain(void *arg)
2395 {
2396         struct kmem_cache *cachep = arg;
2397         struct array_cache *ac;
2398         int node = numa_mem_id();
2399
2400         check_irq_off();
2401         ac = cpu_cache_get(cachep);
2402         spin_lock(&cachep->node[node]->list_lock);
2403         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2404         spin_unlock(&cachep->node[node]->list_lock);
2405         ac->avail = 0;
2406 }
2407
2408 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2409 {
2410         struct kmem_cache_node *n;
2411         int node;
2412
2413         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2414         check_irq_on();
2415         for_each_online_node(node) {
2416                 n = cachep->node[node];
2417                 if (n && n->alien)
2418                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2419         }
2420
2421         for_each_online_node(node) {
2422                 n = cachep->node[node];
2423                 if (n)
2424                         drain_array(cachep, n, n->shared, 1, node);
2425         }
2426 }
2427
2428 /*
2429  * Remove slabs from the list of free slabs.
2430  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2431  *
2432  * Returns the actual number of slabs released.
2433  */
2434 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2435                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2436 {
2437         struct list_head *p;
2438         int nr_freed;
2439         struct slab *slabp;
2440
2441         nr_freed = 0;
2442         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2443
2444                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2445                 p = n->slabs_free.prev;
2446                 if (p == &n->slabs_free) {
2447                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2448                         goto out;
2449                 }
2450
2451                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2452 #if DEBUG
2453                 BUG_ON(slabp->active);
2454 #endif
2455                 list_del(&slabp->list);
2456                 /*
2457                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2458                  * to the cache.
2459                  */
2460                 n->free_objects -= cache->num;
2461                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2462                 slab_destroy(cache, slabp);
2463                 nr_freed++;
2464         }
2465 out:
2466         return nr_freed;
2467 }
2468
2469 /* Called with slab_mutex held to protect against cpu hotplug */
2470 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2471 {
2472         int ret = 0, i = 0;
2473         struct kmem_cache_node *n;
2474
2475         drain_cpu_caches(cachep);
2476
2477         check_irq_on();
2478         for_each_online_node(i) {
2479                 n = cachep->node[i];
2480                 if (!n)
2481                         continue;
2482
2483                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
2484
2485                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2486                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2487         }
2488         return (ret ? 1 : 0);
2489 }
2490
2491 /**
2492  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2493  * @cachep: The cache to shrink.
2494  *
2495  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2496  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2497  */
2498 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2499 {
2500         int ret;
2501         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2502
2503         get_online_cpus();
2504         mutex_lock(&slab_mutex);
2505         ret = __cache_shrink(cachep);
2506         mutex_unlock(&slab_mutex);
2507         put_online_cpus();
2508         return ret;
2509 }
2510 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2511
2512 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2513 {
2514         int i;
2515         struct kmem_cache_node *n;
2516         int rc = __cache_shrink(cachep);
2517
2518         if (rc)
2519                 return rc;
2520
2521         for_each_online_cpu(i)
2522             kfree(cachep->array[i]);
2523
2524         /* NUMA: free the node structures */
2525         for_each_online_node(i) {
2526                 n = cachep->node[i];
2527                 if (n) {
2528                         kfree(n->shared);
2529                         free_alien_cache(n->alien);
2530                         kfree(n);
2531                 }
2532         }
2533         return 0;
2534 }
2535
2536 /*
2537  * Get the memory for a slab management obj.
2538  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2539  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2540  * come from the same cache which is getting created because,
2541  * when we are searching for an appropriate cache for these
2542  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2543  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2544  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2545  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2546  */
2547 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2548                                    struct page *page, int colour_off,
2549                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2550 {
2551         struct slab *slabp;
2552         void *addr = page_address(page);
2553
2554         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2555                 /* Slab management obj is off-slab. */
2556                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2557                                               local_flags, nodeid);
2558                 /*
2559                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2560                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2561                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2562                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2563                  */
2564                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2565                                    local_flags);
2566                 if (!slabp)
2567                         return NULL;
2568         } else {
2569                 slabp = addr + colour_off;
2570                 colour_off += cachep->slab_size;
2571         }
2572         slabp->active = 0;
2573         slabp->s_mem = addr + colour_off;
2574         return slabp;
2575 }
2576
2577 static inline unsigned int *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2578 {
2579         return (unsigned int *) (slabp + 1);
2580 }
2581
2582 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2583                             struct slab *slabp)
2584 {
2585         int i;
2586
2587         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2588                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2589 #if DEBUG
2590                 /* need to poison the objs? */
2591                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2592                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2593                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2594                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2595
2596                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2597                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2598                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2599                 }
2600                 /*
2601                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2602                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2603                  * They must also be threaded.
2604                  */
2605                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2606                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2607
2608                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2609                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2610                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2611                                            " end of an object");
2612                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2613                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2614                                            " start of an object");
2615                 }
2616                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2617                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2618                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2619                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2620 #else
2621                 if (cachep->ctor)
2622                         cachep->ctor(objp);
2623 #endif
2624                 slab_bufctl(slabp)[i] = i;
2625         }
2626 }
2627
2628 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2629 {
2630         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2631                 if (flags & GFP_DMA)
2632                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2633                 else
2634                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2635         }
2636 }
2637
2638 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2639                                 int nodeid)
2640 {
2641         void *objp;
2642
2643         objp = index_to_obj(cachep, slabp, slab_bufctl(slabp)[slabp->active]);
2644         slabp->active++;
2645 #if DEBUG
2646         WARN_ON(page_to_nid(virt_to_page(objp)) != nodeid);
2647 #endif
2648
2649         return objp;
2650 }
2651
2652 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2653                                 void *objp, int nodeid)
2654 {
2655         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2656 #if DEBUG
2657         unsigned int i;
2658
2659         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2660         WARN_ON(page_to_nid(virt_to_page(objp)) != nodeid);
2661
2662         /* Verify double free bug */
2663         for (i = slabp->active; i < cachep->num; i++) {
2664                 if (slab_bufctl(slabp)[i] == objnr) {
2665                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2666                                         "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2667                         BUG();
2668                 }
2669         }
2670 #endif
2671         slabp->active--;
2672         slab_bufctl(slabp)[slabp->active] = objnr;
2673 }
2674
2675 /*
2676  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2677  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2678  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2679  */
2680 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2681                            struct page *page)
2682 {
2683         page->slab_cache = cache;
2684         page->slab_page = slab;
2685 }
2686
2687 /*
2688  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2689  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2690  */
2691 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2692                 gfp_t flags, int nodeid, struct page *page)
2693 {
2694         struct slab *slabp;
2695         size_t offset;
2696         gfp_t local_flags;
2697         struct kmem_cache_node *n;
2698
2699         /*
2700          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2701          * critical path in kmem_cache_alloc().
2702          */
2703         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2704         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2705
2706         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2707         check_irq_off();
2708         n = cachep->node[nodeid];
2709         spin_lock(&n->list_lock);
2710
2711         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2712         offset = n->colour_next;
2713         n->colour_next++;
2714         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2715                 n->colour_next = 0;
2716         spin_unlock(&n->list_lock);
2717
2718         offset *= cachep->colour_off;
2719
2720         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2721                 local_irq_enable();
2722
2723         /*
2724          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2725          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2726          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2727          * will eventually be caught here (where it matters).
2728          */
2729         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2730
2731         /*
2732          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2733          * 'nodeid'.
2734          */
2735         if (!page)
2736                 page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2737         if (!page)
2738                 goto failed;
2739
2740         /* Get slab management. */
2741         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2742                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2743         if (!slabp)
2744                 goto opps1;
2745
2746         slab_map_pages(cachep, slabp, page);
2747
2748         cache_init_objs(cachep, slabp);
2749
2750         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2751                 local_irq_disable();
2752         check_irq_off();
2753         spin_lock(&n->list_lock);
2754
2755         /* Make slab active. */
2756         list_add_tail(&slabp->list, &(n->slabs_free));
2757         STATS_INC_GROWN(cachep);
2758         n->free_objects += cachep->num;
2759         spin_unlock(&n->list_lock);
2760         return 1;
2761 opps1:
2762         kmem_freepages(cachep, page);
2763 failed:
2764         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2765                 local_irq_disable();
2766         return 0;
2767 }
2768
2769 #if DEBUG
2770
2771 /*
2772  * Perform extra freeing checks:
2773  * - detect bad pointers.
2774  * - POISON/RED_ZONE checking
2775  */
2776 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2777 {
2778         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2779                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2780                        (unsigned long)objp);
2781                 BUG();
2782         }
2783 }
2784
2785 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2786 {
2787         unsigned long long redzone1, redzone2;
2788
2789         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2790         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2791
2792         /*
2793          * Redzone is ok.
2794          */
2795         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2796                 return;
2797
2798         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2799                 slab_error(cache, "double free detected");
2800         else
2801                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2802
2803         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2804                         obj, redzone1, redzone2);
2805 }
2806
2807 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2808                                    unsigned long caller)
2809 {
2810         unsigned int objnr;
2811         struct slab *slabp;
2812
2813         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2814
2815         objp -= obj_offset(cachep);
2816         kfree_debugcheck(objp);
2817         slabp = virt_to_slab(objp);
2818
2819         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2820                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2821                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2822                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2823         }
2824         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2825                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2826
2827         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2828
2829         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2830         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2831
2832         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2833 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2834                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2835                         store_stackinfo(cachep, objp, caller);
2836                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2837                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2838                 } else {
2839                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2840                 }
2841 #else
2842                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2843 #endif
2844         }
2845         return objp;
2846 }
2847
2848 #else
2849 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2850 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2851 #endif
2852
2853 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2854                                                         bool force_refill)
2855 {
2856         int batchcount;
2857         struct kmem_cache_node *n;
2858         struct array_cache *ac;
2859         int node;
2860
2861         check_irq_off();
2862         node = numa_mem_id();
2863         if (unlikely(force_refill))
2864                 goto force_grow;
2865 retry:
2866         ac = cpu_cache_get(cachep);
2867         batchcount = ac->batchcount;
2868         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2869                 /*
2870                  * If there was little recent activity on this cache, then
2871                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2872                  * refill bouncing.
2873                  */
2874                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2875         }
2876         n = cachep->node[node];
2877
2878         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2879         spin_lock(&n->list_lock);
2880
2881         /* See if we can refill from the shared array */
2882         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2883                 n->shared->touched = 1;
2884                 goto alloc_done;
2885         }
2886
2887         while (batchcount > 0) {
2888                 struct list_head *entry;
2889                 struct slab *slabp;
2890                 /* Get slab alloc is to come from. */
2891                 entry = n->slabs_partial.next;
2892                 if (entry == &n->slabs_partial) {
2893                         n->free_touched = 1;
2894                         entry = n->slabs_free.next;
2895                         if (entry == &n->slabs_free)
2896                                 goto must_grow;
2897                 }
2898
2899                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2900                 check_spinlock_acquired(cachep);
2901
2902                 /*
2903                  * The slab was either on partial or free list so
2904                  * there must be at least one object available for
2905                  * allocation.
2906                  */
2907                 BUG_ON(slabp->active >= cachep->num);
2908
2909                 while (slabp->active < cachep->num && batchcount--) {
2910                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2911                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2912                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2913
2914                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, slabp,
2915                                                                         node));
2916                 }
2917
2918                 /* move slabp to correct slabp list: */
2919                 list_del(&slabp->list);
2920                 if (slabp->active == cachep->num)
2921                         list_add(&slabp->list, &n->slabs_full);
2922                 else
2923                         list_add(&slabp->list, &n->slabs_partial);
2924         }
2925
2926 must_grow:
2927         n->free_objects -= ac->avail;
2928 alloc_done:
2929         spin_unlock(&n->list_lock);
2930
2931         if (unlikely(!ac->avail)) {
2932                 int x;
2933 force_grow:
2934                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
2935
2936                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2937                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2938                 node = numa_mem_id();
2939
2940                 /* no objects in sight? abort */
2941                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
2942                         return NULL;
2943
2944                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2945                         goto retry;
2946         }
2947         ac->touched = 1;
2948
2949         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
2950 }
2951
2952 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2953                                                 gfp_t flags)
2954 {
2955         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2956 #if DEBUG
2957         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2958 #endif
2959 }
2960
2961 #if DEBUG
2962 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2963                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
2964 {
2965         if (!objp)
2966                 return objp;
2967         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2968 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2969                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2970                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2971                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
2972                 else
2973                         check_poison_obj(cachep, objp);
2974 #else
2975                 check_poison_obj(cachep, objp);
2976 #endif
2977                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2978         }
2979         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2980                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2981
2982         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2983                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2984                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2985                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2986                                                 " object was overwritten");
2987                         printk(KERN_ERR
2988                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2989                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2990                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2991                 }
2992                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2993                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2994         }
2995         objp += obj_offset(cachep);
2996         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
2997                 cachep->ctor(objp);
2998         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
2999             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3000                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3001                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3002         }
3003         return objp;
3004 }
3005 #else
3006 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3007 #endif
3008
3009 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3010 {
3011         if (cachep == kmem_cache)
3012                 return false;
3013
3014         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
3015 }
3016
3017 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3018 {
3019         void *objp;
3020         struct array_cache *ac;
3021         bool force_refill = false;
3022
3023         check_irq_off();
3024
3025         ac = cpu_cache_get(cachep);
3026         if (likely(ac->avail)) {
3027                 ac->touched = 1;
3028                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
3029
3030                 /*
3031                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
3032                  * by the current flags
3033                  */
3034                 if (objp) {
3035                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3036                         goto out;
3037                 }
3038                 force_refill = true;
3039         }
3040
3041         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3042         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
3043         /*
3044          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3045          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3046          */
3047         ac = cpu_cache_get(cachep);
3048
3049 out:
3050         /*
3051          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3052          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3053          * treat the array pointers as a reference to the object.
3054          */
3055         if (objp)
3056                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3057         return objp;
3058 }
3059
3060 #ifdef CONFIG_NUMA
3061 /*
3062  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3063  *
3064  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3065  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3066  */
3067 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3068 {
3069         int nid_alloc, nid_here;
3070
3071         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3072                 return NULL;
3073         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3074         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3075                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3076         else if (current->mempolicy)
3077                 nid_alloc = slab_node();
3078         if (nid_alloc != nid_here)
3079                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3080         return NULL;
3081 }
3082
3083 /*
3084  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3085  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3086  * available node for available objects. If that fails then we
3087  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3088  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3089  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3090  */
3091 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3092 {
3093         struct zonelist *zonelist;
3094         gfp_t local_flags;
3095         struct zoneref *z;
3096         struct zone *zone;
3097         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3098         void *obj = NULL;
3099         int nid;
3100         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3101
3102         if (flags & __GFP_THISNODE)
3103                 return NULL;
3104
3105         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3106
3107 retry_cpuset:
3108         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
3109         zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
3110
3111 retry:
3112         /*
3113          * Look through allowed nodes for objects available
3114          * from existing per node queues.
3115          */
3116         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3117                 nid = zone_to_nid(zone);
3118
3119                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3120                         cache->node[nid] &&
3121                         cache->node[nid]->free_objects) {
3122                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3123                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3124                                 if (obj)
3125                                         break;
3126                 }
3127         }
3128
3129         if (!obj) {
3130                 /*
3131                  * This allocation will be performed within the constraints
3132                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3133                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3134                  * set and go into memory reserves if necessary.
3135                  */
3136                 struct page *page;
3137
3138                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3139                         local_irq_enable();
3140                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3141                 page = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3142                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3143                         local_irq_disable();
3144                 if (page) {
3145                         /*
3146                          * Insert into the appropriate per node queues
3147                          */
3148                         nid = page_to_nid(page);
3149                         if (cache_grow(cache, flags, nid, page)) {
3150                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3151                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3152                                 if (!obj)
3153                                         /*
3154                                          * Another processor may allocate the
3155                                          * objects in the slab since we are
3156                                          * not holding any locks.
3157                                          */
3158                                         goto retry;
3159                         } else {
3160                                 /* cache_grow already freed obj */
3161                                 obj = NULL;
3162                         }
3163                 }
3164         }
3165
3166         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !obj))
3167                 goto retry_cpuset;
3168         return obj;
3169 }
3170
3171 /*
3172  * A interface to enable slab creation on nodeid
3173  */
3174 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3175                                 int nodeid)
3176 {
3177         struct list_head *entry;
3178         struct slab *slabp;
3179         struct kmem_cache_node *n;
3180         void *obj;
3181         int x;
3182
3183         VM_BUG_ON(nodeid > num_online_nodes());
3184         n = cachep->node[nodeid];
3185         BUG_ON(!n);
3186
3187 retry:
3188         check_irq_off();
3189         spin_lock(&n->list_lock);
3190         entry = n->slabs_partial.next;
3191         if (entry == &n->slabs_partial) {
3192                 n->free_touched = 1;
3193                 entry = n->slabs_free.next;
3194                 if (entry == &n->slabs_free)
3195                         goto must_grow;
3196         }
3197
3198         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3199         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3200
3201         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3202         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3203         STATS_SET_HIGH(cachep);
3204
3205         BUG_ON(slabp->active == cachep->num);
3206
3207         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3208         n->free_objects--;
3209         /* move slabp to correct slabp list: */
3210         list_del(&slabp->list);
3211
3212         if (slabp->active == cachep->num)
3213                 list_add(&slabp->list, &n->slabs_full);
3214         else
3215                 list_add(&slabp->list, &n->slabs_partial);
3216
3217         spin_unlock(&n->list_lock);
3218         goto done;
3219
3220 must_grow:
3221         spin_unlock(&n->list_lock);
3222         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3223         if (x)
3224                 goto retry;
3225
3226         return fallback_alloc(cachep, flags);
3227
3228 done:
3229         return obj;
3230 }
3231
3232 static __always_inline void *
3233 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3234                    unsigned long caller)
3235 {
3236         unsigned long save_flags;
3237         void *ptr;
3238         int slab_node = numa_mem_id();
3239
3240         flags &= gfp_allowed_mask;
3241
3242         lockdep_trace_alloc(flags);
3243
3244         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3245                 return NULL;
3246
3247         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3248
3249         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3250         local_irq_save(save_flags);
3251
3252         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3253                 nodeid = slab_node;
3254
3255         if (unlikely(!cachep->node[nodeid])) {
3256                 /* Node not bootstrapped yet */
3257                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3258                 goto out;
3259         }
3260
3261         if (nodeid == slab_node) {
3262                 /*
3263                  * Use the locally cached objects if possible.
3264                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3265                  * to other nodes. It may fail while we still have
3266                  * objects on other nodes available.
3267                  */
3268                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3269                 if (ptr)
3270                         goto out;
3271         }
3272         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3273         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3274   out:
3275         local_irq_restore(save_flags);
3276         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3277         kmemleak_alloc_recursive(ptr, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3278                                  flags);
3279
3280         if (likely(ptr))
3281                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, cachep->object_size);
3282
3283         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3284                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3285
3286         return ptr;
3287 }
3288
3289 static __always_inline void *
3290 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3291 {
3292         void *objp;
3293
3294         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3295                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3296                 if (objp)
3297                         goto out;
3298         }
3299         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3300
3301         /*
3302          * We may just have run out of memory on the local node.
3303          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3304          */
3305         if (!objp)
3306                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3307
3308   out:
3309         return objp;
3310 }
3311 #else
3312
3313 static __always_inline void *
3314 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3315 {
3316         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3317 }
3318
3319 #endif /* CONFIG_NUMA */
3320
3321 static __always_inline void *
3322 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3323 {
3324         unsigned long save_flags;
3325         void *objp;
3326
3327         flags &= gfp_allowed_mask;
3328
3329         lockdep_trace_alloc(flags);
3330
3331         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3332                 return NULL;
3333
3334         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3335
3336         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3337         local_irq_save(save_flags);
3338         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3339         local_irq_restore(save_flags);
3340         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3341         kmemleak_alloc_recursive(objp, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3342                                  flags);
3343         prefetchw(objp);
3344
3345         if (likely(objp))
3346                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, cachep->object_size);
3347
3348         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3349                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3350
3351         return objp;
3352 }
3353
3354 /*
3355  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3356  */
3357 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3358                        int node)
3359 {
3360         int i;
3361         struct kmem_cache_node *n;
3362
3363         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3364                 void *objp;
3365                 struct slab *slabp;
3366
3367                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3368                 objp = objpp[i];
3369
3370                 slabp = virt_to_slab(objp);
3371                 n = cachep->node[node];
3372                 list_del(&slabp->list);
3373                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3374                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3375                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3376                 n->free_objects++;
3377
3378                 /* fixup slab chains */
3379                 if (slabp->active == 0) {
3380                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3381                                 n->free_objects -= cachep->num;
3382                                 /* No need to drop any previously held
3383                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3384                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3385                                  * a different cache, refer to comments before
3386                                  * alloc_slabmgmt.
3387                                  */
3388                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3389                         } else {
3390                                 list_add(&slabp->list, &n->slabs_free);
3391                         }
3392                 } else {
3393                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3394                          * partial list on free - maximum time for the
3395                          * other objects to be freed, too.
3396                          */
3397                         list_add_tail(&slabp->list, &n->slabs_partial);
3398                 }
3399         }
3400 }
3401
3402 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3403 {
3404         int batchcount;
3405         struct kmem_cache_node *n;
3406         int node = numa_mem_id();
3407
3408         batchcount = ac->batchcount;
3409 #if DEBUG
3410         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3411 #endif
3412         check_irq_off();
3413         n = cachep->node[node];
3414         spin_lock(&n->list_lock);
3415         if (n->shared) {
3416                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3417                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3418                 if (max) {
3419                         if (batchcount > max)
3420                                 batchcount = max;
3421                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3422                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3423                         shared_array->avail += batchcount;
3424                         goto free_done;
3425                 }
3426         }
3427
3428         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3429 free_done:
3430 #if STATS
3431         {
3432                 int i = 0;
3433                 struct list_head *p;
3434
3435                 p = n->slabs_free.next;
3436                 while (p != &(n->slabs_free)) {
3437                         struct slab *slabp;
3438
3439                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3440                         BUG_ON(slabp->active);
3441
3442                         i++;
3443                         p = p->next;
3444                 }
3445                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3446         }
3447 #endif
3448         spin_unlock(&n->list_lock);
3449         ac->avail -= batchcount;
3450         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3451 }
3452
3453 /*
3454  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3455  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3456  */
3457 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3458                                 unsigned long caller)
3459 {
3460         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3461
3462         check_irq_off();
3463         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3464         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3465
3466         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3467
3468         /*
3469          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3470          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3471          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3472          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3473          * the cache.
3474          */
3475         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3476                 return;
3477
3478         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3479                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3480         } else {
3481                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3482                 cache_flusharray(cachep, ac);
3483         }
3484
3485         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3486 }
3487
3488 /**
3489  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3490  * @cachep: The cache to allocate from.
3491  * @flags: See kmalloc().
3492  *
3493  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3494  * if the cache has no available objects.
3495  */
3496 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3497 {
3498         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3499
3500         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3501                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3502
3503         return ret;
3504 }
3505 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3506
3507 #ifdef CONFIG_TRACING
3508 void *
3509 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3510 {
3511         void *ret;
3512
3513         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3514
3515         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3516                       size, cachep->size, flags);
3517         return ret;
3518 }
3519 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3520 #endif
3521
3522 #ifdef CONFIG_NUMA
3523 /**
3524  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3525  * @cachep: The cache to allocate from.
3526  * @flags: See kmalloc().
3527  * @nodeid: node number of the target node.
3528  *
3529  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3530  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3531  *
3532  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3533  */
3534 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3535 {
3536         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3537
3538         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3539                                     cachep->object_size, cachep->size,
3540                                     flags, nodeid);
3541
3542         return ret;
3543 }
3544 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3545
3546 #ifdef CONFIG_TRACING
3547 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3548                                   gfp_t flags,
3549                                   int nodeid,
3550                                   size_t size)
3551 {
3552         void *ret;
3553
3554         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3555
3556         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3557                            size, cachep->size,
3558                            flags, nodeid);
3559         return ret;
3560 }
3561 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3562 #endif
3563
3564 static __always_inline void *
3565 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3566 {
3567         struct kmem_cache *cachep;
3568
3569         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3570         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3571                 return cachep;
3572         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3573 }
3574
3575 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3576 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3577 {
3578         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3579 }
3580 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3581
3582 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3583                 int node, unsigned long caller)
3584 {
3585         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3586 }
3587 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3588 #else
3589 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3590 {
3591         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, 0);
3592 }
3593 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3594 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3595 #endif /* CONFIG_NUMA */
3596
3597 /**
3598  * __do_kmalloc - allocate memory
3599  * @size: how many bytes of memory are required.
3600  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3601  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3602  */
3603 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3604                                           unsigned long caller)
3605 {
3606         struct kmem_cache *cachep;
3607         void *ret;
3608
3609         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3610          * __ with kmem_.
3611          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3612          * functions.
3613          */
3614         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3615         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3616                 return cachep;
3617         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3618
3619         trace_kmalloc(caller, ret,
3620                       size, cachep->size, flags);
3621
3622         return ret;
3623 }
3624
3625
3626 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3627 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3628 {
3629         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3630 }
3631 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3632
3633 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3634 {
3635         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3636 }
3637 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3638
3639 #else
3640 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3641 {
3642         return __do_kmalloc(size, flags, 0);
3643 }
3644 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3645 #endif
3646
3647 /**
3648  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3649  * @cachep: The cache the allocation was from.
3650  * @objp: The previously allocated object.
3651  *
3652  * Free an object which was previously allocated from this
3653  * cache.
3654  */
3655 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3656 {
3657         unsigned long flags;
3658         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3659         if (!cachep)
3660                 return;
3661
3662         local_irq_save(flags);
3663         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3664         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3665                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3666         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3667         local_irq_restore(flags);
3668
3669         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3670 }
3671 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3672
3673 /**
3674  * kfree - free previously allocated memory
3675  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3676  *
3677  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3678  *
3679  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3680  * or you will run into trouble.
3681  */
3682 void kfree(const void *objp)
3683 {
3684         struct kmem_cache *c;
3685         unsigned long flags;
3686
3687         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3688
3689         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3690                 return;
3691         local_irq_save(flags);
3692         kfree_debugcheck(objp);
3693         c = virt_to_cache(objp);
3694         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3695
3696         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3697         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3698         local_irq_restore(flags);
3699 }
3700 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3701
3702 /*
3703  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3704  */
3705 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3706 {
3707         int node;
3708         struct kmem_cache_node *n;
3709         struct array_cache *new_shared;
3710         struct array_cache **new_alien = NULL;
3711
3712         for_each_online_node(node) {
3713
3714                 if (use_alien_caches) {
3715                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3716                         if (!new_alien)
3717                                 goto fail;
3718                 }
3719
3720                 new_shared = NULL;
3721                 if (cachep->shared) {
3722                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3723                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3724                                         0xbaadf00d, gfp);
3725                         if (!new_shared) {
3726                                 free_alien_cache(new_alien);
3727                                 goto fail;
3728                         }
3729                 }
3730
3731                 n = cachep->node[node];
3732                 if (n) {
3733                         struct array_cache *shared = n->shared;
3734
3735                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3736
3737                         if (shared)
3738                                 free_block(cachep, shared->entry,
3739                                                 shared->avail, node);
3740
3741                         n->shared = new_shared;
3742                         if (!n->alien) {
3743                                 n->alien = new_alien;
3744                                 new_alien = NULL;
3745                         }
3746                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3747                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3748                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3749                         kfree(shared);
3750                         free_alien_cache(new_alien);
3751                         continue;
3752                 }
3753                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3754                 if (!n) {
3755                         free_alien_cache(new_alien);
3756                         kfree(new_shared);
3757                         goto fail;
3758                 }
3759
3760                 kmem_cache_node_init(n);
3761                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3762                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3763                 n->shared = new_shared;
3764                 n->alien = new_alien;
3765                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3766                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3767                 cachep->node[node] = n;
3768         }
3769         return 0;
3770
3771 fail:
3772         if (!cachep->list.next) {
3773                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3774                 node--;
3775                 while (node >= 0) {
3776                         if (cachep->node[node]) {
3777                                 n = cachep->node[node];
3778
3779                                 kfree(n->shared);
3780                                 free_alien_cache(n->alien);
3781                                 kfree(n);
3782                                 cachep->node[node] = NULL;
3783                         }
3784                         node--;
3785                 }
3786         }
3787         return -ENOMEM;
3788 }
3789
3790 struct ccupdate_struct {
3791         struct kmem_cache *cachep;
3792         struct array_cache *new[0];
3793 };
3794
3795 static void do_ccupdate_local(void *info)
3796 {
3797         struct ccupdate_struct *new = info;
3798         struct array_cache *old;
3799
3800         check_irq_off();
3801         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3802
3803         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3804         new->new[smp_processor_id()] = old;
3805 }
3806
3807 /* Always called with the slab_mutex held */
3808 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3809                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3810 {
3811         struct ccupdate_struct *new;
3812         int i;
3813
3814         new = kzalloc(sizeof(*new) + nr_cpu_ids * sizeof(struct array_cache *),
3815                       gfp);
3816         if (!new)
3817                 return -ENOMEM;
3818
3819         for_each_online_cpu(i) {
3820                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
3821                                                 batchcount, gfp);
3822                 if (!new->new[i]) {
3823                         for (i--; i >= 0; i--)
3824                                 kfree(new->new[i]);
3825                         kfree(new);
3826                         return -ENOMEM;
3827                 }
3828         }
3829         new->cachep = cachep;
3830
3831         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3832
3833         check_irq_on();
3834         cachep->batchcount = batchcount;
3835         cachep->limit = limit;
3836         cachep->shared = shared;
3837
3838         for_each_online_cpu(i) {
3839                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3840                 if (!ccold)
3841                         continue;
3842                 spin_lock_irq(&cachep->node[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3843                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_mem(i));
3844                 spin_unlock_irq(&cachep->node[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3845                 kfree(ccold);
3846         }
3847         kfree(new);
3848         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
3849 }
3850
3851 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3852                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3853 {
3854         int ret;
3855         struct kmem_cache *c = NULL;
3856         int i = 0;
3857
3858         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3859
3860         if (slab_state < FULL)
3861                 return ret;
3862
3863         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3864                 return ret;
3865
3866         VM_BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
3867         for_each_memcg_cache_index(i) {
3868                 c = cache_from_memcg(cachep, i);
3869                 if (c)
3870                         /* return value determined by the parent cache only */
3871                         __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3872         }
3873
3874         return ret;
3875 }
3876
3877 /* Called with slab_mutex held always */
3878 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3879 {
3880         int err;
3881         int limit = 0;
3882         int shared = 0;
3883         int batchcount = 0;
3884
3885         if (!is_root_cache(cachep)) {
3886                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3887                 limit = root->limit;
3888                 shared = root->shared;
3889                 batchcount = root->batchcount;
3890         }
3891
3892         if (limit && shared && batchcount)
3893                 goto skip_setup;
3894         /*
3895          * The head array serves three purposes:
3896          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3897          * - reduce the number of spinlock operations.
3898          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3899          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3900          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3901          * Bonwick.
3902          */
3903         if (cachep->size > 131072)
3904                 limit = 1;
3905         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3906                 limit = 8;
3907         else if (cachep->size > 1024)
3908                 limit = 24;
3909         else if (cachep->size > 256)
3910                 limit = 54;
3911         else
3912                 limit = 120;
3913
3914         /*
3915          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3916          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3917          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3918          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3919          * replaces Bonwick's magazine layer.
3920          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3921          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3922          */
3923         shared = 0;
3924         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3925                 shared = 8;
3926
3927 #if DEBUG
3928         /*
3929          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3930          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3931          */
3932         if (limit > 32)
3933                 limit = 32;
3934 #endif
3935         batchcount = (limit + 1) / 2;
3936 skip_setup:
3937         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3938         if (err)
3939                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3940                        cachep->name, -err);
3941         return err;
3942 }
3943
3944 /*
3945  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3946  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3947  * if drain_array() is used on the shared array.
3948  */
3949 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3950                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3951 {
3952         int tofree;
3953
3954         if (!ac || !ac->avail)
3955                 return;
3956         if (ac->touched && !force) {
3957                 ac->touched = 0;
3958         } else {
3959                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3960                 if (ac->avail) {
3961                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3962                         if (tofree > ac->avail)
3963                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3964                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3965                         ac->avail -= tofree;
3966                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3967                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3968                 }
3969                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3970         }
3971 }
3972
3973 /**
3974  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3975  * @w: work descriptor
3976  *
3977  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3978  * Purpose:
3979  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3980  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3981  *
3982  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3983  * again on the next iteration.
3984  */
3985 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3986 {
3987         struct kmem_cache *searchp;
3988         struct kmem_cache_node *n;
3989         int node = numa_mem_id();
3990         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3991
3992         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3993                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3994                 goto out;
3995
3996         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3997                 check_irq_on();
3998
3999                 /*
4000                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
4001                  * have established with reasonable certainty that
4002                  * we can do some work if the lock was obtained.
4003                  */
4004                 n = searchp->node[node];
4005
4006                 reap_alien(searchp, n);
4007
4008                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4009
4010                 /*
4011                  * These are racy checks but it does not matter
4012                  * if we skip one check or scan twice.
4013                  */
4014                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
4015                         goto next;
4016
4017                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4018
4019                 drain_array(searchp, n, n->shared, 0, node);
4020
4021                 if (n->free_touched)
4022                         n->free_touched = 0;
4023                 else {
4024                         int freed;
4025
4026                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
4027                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4028                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4029                 }
4030 next:
4031                 cond_resched();
4032         }
4033         check_irq_on();
4034         mutex_unlock(&slab_mutex);
4035         next_reap_node();
4036 out:
4037         /* Set up the next iteration */
4038         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4039 }
4040
4041 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4042 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4043 {
4044         struct slab *slabp;
4045         unsigned long active_objs;
4046         unsigned long num_objs;
4047         unsigned long active_slabs = 0;
4048         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4049         const char *name;
4050         char *error = NULL;
4051         int node;
4052         struct kmem_cache_node *n;
4053
4054         active_objs = 0;
4055         num_slabs = 0;
4056         for_each_online_node(node) {
4057                 n = cachep->node[node];
4058                 if (!n)
4059                         continue;
4060
4061                 check_irq_on();
4062                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4063
4064                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_full, list) {
4065                         if (slabp->active != cachep->num && !error)
4066                                 error = "slabs_full accounting error";
4067                         active_objs += cachep->num;
4068                         active_slabs++;
4069                 }
4070                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_partial, list) {
4071                         if (slabp->active == cachep->num && !error)
4072                                 error = "slabs_partial accounting error";
4073                         if (!slabp->active && !error)
4074                                 error = "slabs_partial accounting error";
4075                         active_objs += slabp->active;
4076                         active_slabs++;
4077                 }
4078                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_free, list) {
4079                         if (slabp->active && !error)
4080                                 error = "slabs_free accounting error";
4081                         num_slabs++;
4082                 }
4083                 free_objects += n->free_objects;
4084                 if (n->shared)
4085                         shared_avail += n->shared->avail;
4086
4087                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4088         }
4089         num_slabs += active_slabs;
4090         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4091         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4092                 error = "free_objects accounting error";
4093
4094         name = cachep->name;
4095         if (error)
4096                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4097
4098         sinfo->active_objs = active_objs;
4099         sinfo->num_objs = num_objs;
4100         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4101         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4102         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4103         sinfo->limit = cachep->limit;
4104         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4105         sinfo->shared = cachep->shared;
4106         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4107         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4108 }
4109
4110 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4111 {
4112 #if STATS
4113         {                       /* node stats */
4114                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4115                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4116                 unsigned long grown = cachep->grown;
4117                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4118                 unsigned long errors = cachep->errors;
4119                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4120                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4121                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4122                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4123
4124                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4125                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4126                            allocs, high, grown,
4127                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4128                            node_frees, overflows);
4129         }
4130         /* cpu stats */
4131         {
4132                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4133                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4134                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4135                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4136
4137                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4138                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4139         }
4140 #endif
4141 }
4142
4143 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4144 /**
4145  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4146  * @file: unused
4147  * @buffer: user buffer
4148  * @count: data length
4149  * @ppos: unused
4150  */
4151 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4152                        size_t count, loff_t *ppos)
4153 {
4154         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4155         int limit, batchcount, shared, res;
4156         struct kmem_cache *cachep;
4157
4158         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4159                 return -EINVAL;
4160         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4161                 return -EFAULT;
4162         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4163
4164         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4165         if (!tmp)
4166                 return -EINVAL;
4167         *tmp = '\0';
4168         tmp++;
4169         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4170                 return -EINVAL;
4171
4172         /* Find the cache in the chain of caches. */
4173         mutex_lock(&slab_mutex);
4174         res = -EINVAL;
4175         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4176                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4177                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4178                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4179                                 res = 0;
4180                         } else {
4181                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4182                                                        batchcount, shared,
4183                                                        GFP_KERNEL);
4184                         }
4185                         break;
4186                 }
4187         }
4188         mutex_unlock(&slab_mutex);
4189         if (res >= 0)
4190                 res = count;
4191         return res;
4192 }
4193
4194 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4195
4196 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4197 {
4198         mutex_lock(&slab_mutex);
4199         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4200 }
4201
4202 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4203 {
4204         unsigned long *p;
4205         int l;
4206         if (!v)
4207                 return 1;
4208         l = n[1];
4209         p = n + 2;
4210         while (l) {
4211                 int i = l/2;
4212                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4213                 if (*q == v) {
4214                         q[1]++;
4215                         return 1;
4216                 }
4217                 if (*q > v) {
4218                         l = i;
4219                 } else {
4220                         p = q + 2;
4221                         l -= i + 1;
4222                 }
4223         }
4224         if (++n[1] == n[0])
4225                 return 0;
4226         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4227         p[0] = v;
4228         p[1] = 1;
4229         return 1;
4230 }
4231
4232 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4233 {
4234         void *p;
4235         int i, j;
4236
4237         if (n[0] == n[1])
4238                 return;
4239         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4240                 bool active = true;
4241
4242                 for (j = s->active; j < c->num; j++) {
4243                         /* Skip freed item */
4244                         if (slab_bufctl(s)[j] == i) {
4245                                 active = false;
4246                                 break;
4247                         }
4248                 }
4249                 if (!active)
4250                         continue;
4251
4252                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4253                         return;
4254         }
4255 }
4256
4257 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4258 {
4259 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4260         unsigned long offset, size;
4261         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4262
4263         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4264                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4265                 if (modname[0])
4266                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4267                 return;
4268         }
4269 #endif
4270         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4271 }
4272
4273 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4274 {
4275         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4276         struct slab *slabp;
4277         struct kmem_cache_node *n;
4278         const char *name;
4279         unsigned long *x = m->private;
4280         int node;
4281         int i;
4282
4283         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4284                 return 0;
4285         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4286                 return 0;
4287
4288         /* OK, we can do it */
4289
4290         x[1] = 0;
4291
4292         for_each_online_node(node) {
4293                 n = cachep->node[node];
4294                 if (!n)
4295                         continue;
4296
4297                 check_irq_on();
4298                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4299
4300                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_full, list)
4301                         handle_slab(x, cachep, slabp);
4302                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_partial, list)
4303                         handle_slab(x, cachep, slabp);
4304                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4305         }
4306         name = cachep->name;
4307         if (x[0] == x[1]) {
4308                 /* Increase the buffer size */
4309                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4310                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4311                 if (!m->private) {
4312                         /* Too bad, we are really out */
4313                         m->private = x;
4314                         mutex_lock(&slab_mutex);
4315                         return -ENOMEM;
4316                 }
4317                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4318                 kfree(x);
4319                 mutex_lock(&slab_mutex);
4320                 /* Now make sure this entry will be retried */
4321                 m->count = m->size;
4322                 return 0;
4323         }
4324         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4325                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4326                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4327                 seq_putc(m, '\n');
4328         }
4329
4330         return 0;
4331 }
4332
4333 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4334         .start = leaks_start,
4335         .next = slab_next,
4336         .stop = slab_stop,
4337         .show = leaks_show,
4338 };
4339
4340 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4341 {
4342         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4343         int ret = -ENOMEM;
4344         if (n) {
4345                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4346                 if (!ret) {
4347                         struct seq_file *m = file->private_data;
4348                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4349                         m->private = n;
4350                         n = NULL;
4351                 }
4352                 kfree(n);
4353         }
4354         return ret;
4355 }
4356
4357 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4358         .open           = slabstats_open,
4359         .read           = seq_read,
4360         .llseek         = seq_lseek,
4361         .release        = seq_release_private,
4362 };
4363 #endif
4364
4365 static int __init slab_proc_init(void)
4366 {
4367 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4368         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4369 #endif
4370         return 0;
4371 }
4372 module_init(slab_proc_init);
4373 #endif
4374
4375 /**
4376  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4377  * @objp: Pointer to the object
4378  *
4379  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4380  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4381  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4382  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4383  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4384  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4385  * must not be freed during the duration of the call.
4386  */
4387 size_t ksize(const void *objp)
4388 {
4389         BUG_ON(!objp);
4390         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4391                 return 0;
4392
4393         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4394 }
4395 EXPORT_SYMBOL(ksize);