slab: annotate on-slab caches nodelist locks
[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        "slab.h"
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/poison.h>
93 #include        <linux/swap.h>
94 #include        <linux/cache.h>
95 #include        <linux/interrupt.h>
96 #include        <linux/init.h>
97 #include        <linux/compiler.h>
98 #include        <linux/cpuset.h>
99 #include        <linux/proc_fs.h>
100 #include        <linux/seq_file.h>
101 #include        <linux/notifier.h>
102 #include        <linux/kallsyms.h>
103 #include        <linux/cpu.h>
104 #include        <linux/sysctl.h>
105 #include        <linux/module.h>
106 #include        <linux/rcupdate.h>
107 #include        <linux/string.h>
108 #include        <linux/uaccess.h>
109 #include        <linux/nodemask.h>
110 #include        <linux/kmemleak.h>
111 #include        <linux/mempolicy.h>
112 #include        <linux/mutex.h>
113 #include        <linux/fault-inject.h>
114 #include        <linux/rtmutex.h>
115 #include        <linux/reciprocal_div.h>
116 #include        <linux/debugobjects.h>
117 #include        <linux/kmemcheck.h>
118 #include        <linux/memory.h>
119 #include        <linux/prefetch.h>
120
121 #include        <net/sock.h>
122
123 #include        <asm/cacheflush.h>
124 #include        <asm/tlbflush.h>
125 #include        <asm/page.h>
126
127 #include <trace/events/kmem.h>
128
129 #include        "internal.h"
130
131 /*
132  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
133  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
134  *
135  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
136  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
137  *
138  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
139  */
140
141 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
142 #define DEBUG           1
143 #define STATS           1
144 #define FORCED_DEBUG    1
145 #else
146 #define DEBUG           0
147 #define STATS           0
148 #define FORCED_DEBUG    0
149 #endif
150
151 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
152 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
153 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
154
155 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
156 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
157 #endif
158
159 /*
160  * true if a page was allocated from pfmemalloc reserves for network-based
161  * swap
162  */
163 static bool pfmemalloc_active __read_mostly;
164
165 /*
166  * kmem_bufctl_t:
167  *
168  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
169  * linked offsets.
170  *
171  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
172  * slab an object belongs to.
173  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
174  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
175  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
176  * that does not use off-slab slabs.
177  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
178  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
179  * to have too many per slab.
180  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
181  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
182  */
183
184 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
185 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
186 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
187 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
188 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
189
190 /*
191  * struct slab_rcu
192  *
193  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
194  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
195  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
196  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
197  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
198  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
199  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
200  *
201  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
202  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
203  */
204 struct slab_rcu {
205         struct rcu_head head;
206         struct kmem_cache *cachep;
207         void *addr;
208 };
209
210 /*
211  * struct slab
212  *
213  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
214  * for a slab, or allocated from an general cache.
215  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
216  */
217 struct slab {
218         union {
219                 struct {
220                         struct list_head list;
221                         unsigned long colouroff;
222                         void *s_mem;            /* including colour offset */
223                         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
224                         kmem_bufctl_t free;
225                         unsigned short nodeid;
226                 };
227                 struct slab_rcu __slab_cover_slab_rcu;
228         };
229 };
230
231 /*
232  * struct array_cache
233  *
234  * Purpose:
235  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
236  * - reduce the number of linked list operations
237  * - reduce spinlock operations
238  *
239  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
240  * footprint.
241  *
242  */
243 struct array_cache {
244         unsigned int avail;
245         unsigned int limit;
246         unsigned int batchcount;
247         unsigned int touched;
248         spinlock_t lock;
249         void *entry[];  /*
250                          * Must have this definition in here for the proper
251                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
252                          * the entries.
253                          *
254                          * Entries should not be directly dereferenced as
255                          * entries belonging to slabs marked pfmemalloc will
256                          * have the lower bits set SLAB_OBJ_PFMEMALLOC
257                          */
258 };
259
260 #define SLAB_OBJ_PFMEMALLOC     1
261 static inline bool is_obj_pfmemalloc(void *objp)
262 {
263         return (unsigned long)objp & SLAB_OBJ_PFMEMALLOC;
264 }
265
266 static inline void set_obj_pfmemalloc(void **objp)
267 {
268         *objp = (void *)((unsigned long)*objp | SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
269         return;
270 }
271
272 static inline void clear_obj_pfmemalloc(void **objp)
273 {
274         *objp = (void *)((unsigned long)*objp & ~SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
275 }
276
277 /*
278  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
279  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
280  */
281 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
282 struct arraycache_init {
283         struct array_cache cache;
284         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
285 };
286
287 /*
288  * The slab lists for all objects.
289  */
290 struct kmem_list3 {
291         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
292         struct list_head slabs_full;
293         struct list_head slabs_free;
294         unsigned long free_objects;
295         unsigned int free_limit;
296         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
297         spinlock_t list_lock;
298         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
299         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
300         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
301         int free_touched;               /* updated without locking */
302 };
303
304 /*
305  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
306  */
307 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
308 static struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
309 #define CACHE_CACHE 0
310 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
311 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
312
313 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
314                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
315 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
316                         int node);
317 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
318 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
319
320 /*
321  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
322  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
323  */
324 static __always_inline int index_of(const size_t size)
325 {
326         extern void __bad_size(void);
327
328         if (__builtin_constant_p(size)) {
329                 int i = 0;
330
331 #define CACHE(x) \
332         if (size <=x) \
333                 return i; \
334         else \
335                 i++;
336 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
337 #undef CACHE
338                 __bad_size();
339         } else
340                 __bad_size();
341         return 0;
342 }
343
344 static int slab_early_init = 1;
345
346 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
347 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
348
349 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
350 {
351         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
352         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
353         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
354         parent->shared = NULL;
355         parent->alien = NULL;
356         parent->colour_next = 0;
357         spin_lock_init(&parent->list_lock);
358         parent->free_objects = 0;
359         parent->free_touched = 0;
360 }
361
362 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
363         do {                                                            \
364                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
365                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
366         } while (0)
367
368 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
369         do {                                                            \
370         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
371         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
372         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
373         } while (0)
374
375 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
376 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
377
378 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
379 /*
380  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
381  * cpucache drain/refill cycles.
382  *
383  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
384  * which could lock up otherwise freeable slabs.
385  */
386 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
387 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
388
389 #if STATS
390 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
391 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
392 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
393 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
394 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
395 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
396         do {                                                            \
397                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
398                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
399         } while (0)
400 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
401 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
402 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
403 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
404 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
405         do {                                                            \
406                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
407                         (x)->max_freeable = i;                          \
408         } while (0)
409 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
410 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
411 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
412 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
413 #else
414 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
415 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
416 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
417 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
418 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
419 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
420 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
421 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
422 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
423 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
424 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
425 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
426 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
427 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
428 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
429 #endif
430
431 #if DEBUG
432
433 /*
434  * memory layout of objects:
435  * 0            : objp
436  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
437  *              the end of an object is aligned with the end of the real
438  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
439  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
440  *              redzone word.
441  * cachep->obj_offset: The real object.
442  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
443  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
444  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
445  */
446 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
447 {
448         return cachep->obj_offset;
449 }
450
451 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
452 {
453         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
454         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
455                                       sizeof(unsigned long long));
456 }
457
458 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
459 {
460         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
461         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
462                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
463                                               sizeof(unsigned long long) -
464                                               REDZONE_ALIGN);
465         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
466                                        sizeof(unsigned long long));
467 }
468
469 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
470 {
471         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
472         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
473 }
474
475 #else
476
477 #define obj_offset(x)                   0
478 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
479 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
480 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
481
482 #endif
483
484 /*
485  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
486  * overridden on the command line.
487  */
488 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
489 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
490 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
491 static bool slab_max_order_set __initdata;
492
493 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
494 {
495         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
496         return page->slab_cache;
497 }
498
499 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
500 {
501         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
502
503         VM_BUG_ON(!PageSlab(page));
504         return page->slab_page;
505 }
506
507 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
508                                  unsigned int idx)
509 {
510         return slab->s_mem + cache->size * idx;
511 }
512
513 /*
514  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
515  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
516  *   we can replace (offset / cache->size) by
517  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
518  */
519 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
520                                         const struct slab *slab, void *obj)
521 {
522         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
523         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
524 }
525
526 /*
527  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
528  */
529 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
530 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
531 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
532         CACHE(ULONG_MAX)
533 #undef CACHE
534 };
535 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
536
537 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
538 struct cache_names {
539         char *name;
540         char *name_dma;
541 };
542
543 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
544 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
545 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
546         {NULL,}
547 #undef CACHE
548 };
549
550 static struct arraycache_init initarray_generic =
551     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
552
553 /* internal cache of cache description objs */
554 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
555         .batchcount = 1,
556         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
557         .shared = 1,
558         .size = sizeof(struct kmem_cache),
559         .name = "kmem_cache",
560 };
561
562 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
563
564 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
565
566 /*
567  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
568  * for other slabs "off slab".
569  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
570  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
571  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
572  *
573  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
574  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
575  * then comes back up during hotplug
576  */
577 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
578 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
579
580 static struct lock_class_key debugobj_l3_key;
581 static struct lock_class_key debugobj_alc_key;
582
583 static void slab_set_lock_classes(struct kmem_cache *cachep,
584                 struct lock_class_key *l3_key, struct lock_class_key *alc_key,
585                 int q)
586 {
587         struct array_cache **alc;
588         struct kmem_list3 *l3;
589         int r;
590
591         l3 = cachep->nodelists[q];
592         if (!l3)
593                 return;
594
595         lockdep_set_class(&l3->list_lock, l3_key);
596         alc = l3->alien;
597         /*
598          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
599          * should go away when common slab code is taught to
600          * work even without alien caches.
601          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
602          * for alloc_alien_cache,
603          */
604         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
605                 return;
606         for_each_node(r) {
607                 if (alc[r])
608                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock, alc_key);
609         }
610 }
611
612 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
613 {
614         slab_set_lock_classes(cachep, &debugobj_l3_key, &debugobj_alc_key, node);
615 }
616
617 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
618 {
619         int node;
620
621         for_each_online_node(node)
622                 slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
623 }
624
625 static void init_node_lock_keys(int q)
626 {
627         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
628
629         if (slab_state < UP)
630                 return;
631
632         for (s = malloc_sizes; s->cs_size != ULONG_MAX; s++) {
633                 struct kmem_list3 *l3;
634
635                 l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
636                 if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
637                         continue;
638
639                 slab_set_lock_classes(s->cs_cachep, &on_slab_l3_key,
640                                 &on_slab_alc_key, q);
641         }
642 }
643
644 static void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int q)
645 {
646         struct kmem_list3 *l3;
647         l3 = cachep->nodelists[q];
648         if (!l3)
649                 return;
650
651         slab_set_lock_classes(cachep, &on_slab_l3_key,
652                         &on_slab_alc_key, q);
653 }
654
655 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
656 {
657         int node;
658
659         VM_BUG_ON(OFF_SLAB(cachep));
660         for_each_node(node)
661                 on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
662 }
663
664 static inline void init_lock_keys(void)
665 {
666         int node;
667
668         for_each_node(node)
669                 init_node_lock_keys(node);
670 }
671 #else
672 static void init_node_lock_keys(int q)
673 {
674 }
675
676 static inline void init_lock_keys(void)
677 {
678 }
679
680 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
681 {
682 }
683
684 static inline void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
685 {
686 }
687
688 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
689 {
690 }
691
692 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
693 {
694 }
695 #endif
696
697 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
698
699 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
700 {
701         return cachep->array[smp_processor_id()];
702 }
703
704 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
705                                                         gfp_t gfpflags)
706 {
707         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
708
709 #if DEBUG
710         /* This happens if someone tries to call
711          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
712          * the generic caches are initialized.
713          */
714         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
715 #endif
716         if (!size)
717                 return ZERO_SIZE_PTR;
718
719         while (size > csizep->cs_size)
720                 csizep++;
721
722         /*
723          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
724          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
725          * for large kmalloc calls required.
726          */
727 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
728         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
729                 return csizep->cs_dmacachep;
730 #endif
731         return csizep->cs_cachep;
732 }
733
734 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
735 {
736         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
737 }
738
739 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
740 {
741         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
742 }
743
744 /*
745  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
746  */
747 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
748                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
749                            unsigned int *num)
750 {
751         int nr_objs;
752         size_t mgmt_size;
753         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
754
755         /*
756          * The slab management structure can be either off the slab or
757          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
758          * slab is used for:
759          *
760          * - The struct slab
761          * - One kmem_bufctl_t for each object
762          * - Padding to respect alignment of @align
763          * - @buffer_size bytes for each object
764          *
765          * If the slab management structure is off the slab, then the
766          * alignment will already be calculated into the size. Because
767          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
768          * correct alignment when allocated.
769          */
770         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
771                 mgmt_size = 0;
772                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
773
774                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
775                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
776         } else {
777                 /*
778                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
779                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
780                  * least @align. In the worst case, this result will
781                  * be one greater than the number of objects that fit
782                  * into the memory allocation when taking the padding
783                  * into account.
784                  */
785                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
786                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
787
788                 /*
789                  * This calculated number will be either the right
790                  * amount, or one greater than what we want.
791                  */
792                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
793                        > slab_size)
794                         nr_objs--;
795
796                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
797                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
798
799                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
800         }
801         *num = nr_objs;
802         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
803 }
804
805 #if DEBUG
806 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
807
808 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
809                         char *msg)
810 {
811         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
812                function, cachep->name, msg);
813         dump_stack();
814         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
815 }
816 #endif
817
818 /*
819  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
820  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
821  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
822  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
823  * line
824   */
825
826 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
827 static int __init noaliencache_setup(char *s)
828 {
829         use_alien_caches = 0;
830         return 1;
831 }
832 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
833
834 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
835 {
836         get_option(&str, &slab_max_order);
837         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
838                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
839         slab_max_order_set = true;
840
841         return 1;
842 }
843 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
844
845 #ifdef CONFIG_NUMA
846 /*
847  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
848  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
849  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
850  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
851  */
852 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
853
854 static void init_reap_node(int cpu)
855 {
856         int node;
857
858         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
859         if (node == MAX_NUMNODES)
860                 node = first_node(node_online_map);
861
862         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
863 }
864
865 static void next_reap_node(void)
866 {
867         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
868
869         node = next_node(node, node_online_map);
870         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
871                 node = first_node(node_online_map);
872         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
873 }
874
875 #else
876 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
877 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
878 #endif
879
880 /*
881  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
882  * via the workqueue/eventd.
883  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
884  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
885  * lock.
886  */
887 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
888 {
889         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
890
891         /*
892          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
893          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
894          * at that time.
895          */
896         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
897                 init_reap_node(cpu);
898                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
899                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
900                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
901         }
902 }
903
904 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
905                                             int batchcount, gfp_t gfp)
906 {
907         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
908         struct array_cache *nc = NULL;
909
910         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
911         /*
912          * The array_cache structures contain pointers to free object.
913          * However, when such objects are allocated or transferred to another
914          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
915          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
916          * not scan such objects.
917          */
918         kmemleak_no_scan(nc);
919         if (nc) {
920                 nc->avail = 0;
921                 nc->limit = entries;
922                 nc->batchcount = batchcount;
923                 nc->touched = 0;
924                 spin_lock_init(&nc->lock);
925         }
926         return nc;
927 }
928
929 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct slab *slabp)
930 {
931         struct page *page = virt_to_page(slabp->s_mem);
932
933         return PageSlabPfmemalloc(page);
934 }
935
936 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
937 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
938                                                 struct array_cache *ac)
939 {
940         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[numa_mem_id()];
941         struct slab *slabp;
942         unsigned long flags;
943
944         if (!pfmemalloc_active)
945                 return;
946
947         spin_lock_irqsave(&l3->list_lock, flags);
948         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
949                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
950                         goto out;
951
952         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
953                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
954                         goto out;
955
956         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list)
957                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
958                         goto out;
959
960         pfmemalloc_active = false;
961 out:
962         spin_unlock_irqrestore(&l3->list_lock, flags);
963 }
964
965 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
966                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
967 {
968         int i;
969         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
970
971         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
972         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
973                 struct kmem_list3 *l3;
974
975                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
976                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
977                         return objp;
978                 }
979
980                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
981                 for (i = 0; i < ac->avail; i++) {
982                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
983                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
984                                 objp = ac->entry[i];
985                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
986                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
987                                 return objp;
988                         }
989                 }
990
991                 /*
992                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
993                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
994                  */
995                 l3 = cachep->nodelists[numa_mem_id()];
996                 if (!list_empty(&l3->slabs_free) && force_refill) {
997                         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
998                         ClearPageSlabPfmemalloc(virt_to_head_page(slabp->s_mem));
999                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
1000                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
1001                         return objp;
1002                 }
1003
1004                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
1005                 ac->avail++;
1006                 objp = NULL;
1007         }
1008
1009         return objp;
1010 }
1011
1012 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
1013                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
1014 {
1015         void *objp;
1016
1017         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
1018                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
1019         else
1020                 objp = ac->entry[--ac->avail];
1021
1022         return objp;
1023 }
1024
1025 static void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
1026                                                                 void *objp)
1027 {
1028         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
1029                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
1030                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1031                 if (PageSlabPfmemalloc(page))
1032                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
1033         }
1034
1035         return objp;
1036 }
1037
1038 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
1039                                                                 void *objp)
1040 {
1041         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
1042                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
1043
1044         ac->entry[ac->avail++] = objp;
1045 }
1046
1047 /*
1048  * Transfer objects in one arraycache to another.
1049  * Locking must be handled by the caller.
1050  *
1051  * Return the number of entries transferred.
1052  */
1053 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
1054                 struct array_cache *from, unsigned int max)
1055 {
1056         /* Figure out how many entries to transfer */
1057         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
1058
1059         if (!nr)
1060                 return 0;
1061
1062         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
1063                         sizeof(void *) *nr);
1064
1065         from->avail -= nr;
1066         to->avail += nr;
1067         return nr;
1068 }
1069
1070 #ifndef CONFIG_NUMA
1071
1072 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1073 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1074
1075 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1076 {
1077         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1078 }
1079
1080 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1081 {
1082 }
1083
1084 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1085 {
1086         return 0;
1087 }
1088
1089 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1090                 gfp_t flags)
1091 {
1092         return NULL;
1093 }
1094
1095 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1096                  gfp_t flags, int nodeid)
1097 {
1098         return NULL;
1099 }
1100
1101 #else   /* CONFIG_NUMA */
1102
1103 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1104 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1105
1106 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1107 {
1108         struct array_cache **ac_ptr;
1109         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1110         int i;
1111
1112         if (limit > 1)
1113                 limit = 12;
1114         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
1115         if (ac_ptr) {
1116                 for_each_node(i) {
1117                         if (i == node || !node_online(i))
1118                                 continue;
1119                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
1120                         if (!ac_ptr[i]) {
1121                                 for (i--; i >= 0; i--)
1122                                         kfree(ac_ptr[i]);
1123                                 kfree(ac_ptr);
1124                                 return NULL;
1125                         }
1126                 }
1127         }
1128         return ac_ptr;
1129 }
1130
1131 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1132 {
1133         int i;
1134
1135         if (!ac_ptr)
1136                 return;
1137         for_each_node(i)
1138             kfree(ac_ptr[i]);
1139         kfree(ac_ptr);
1140 }
1141
1142 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1143                                 struct array_cache *ac, int node)
1144 {
1145         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1146
1147         if (ac->avail) {
1148                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1149                 /*
1150                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1151                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1152                  * into the free lists and getting them back later.
1153                  */
1154                 if (rl3->shared)
1155                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1156
1157                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1158                 ac->avail = 0;
1159                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1160         }
1161 }
1162
1163 /*
1164  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1165  */
1166 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1167 {
1168         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1169
1170         if (l3->alien) {
1171                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1172
1173                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1174                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1175                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1176                 }
1177         }
1178 }
1179
1180 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1181                                 struct array_cache **alien)
1182 {
1183         int i = 0;
1184         struct array_cache *ac;
1185         unsigned long flags;
1186
1187         for_each_online_node(i) {
1188                 ac = alien[i];
1189                 if (ac) {
1190                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1191                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1192                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1193                 }
1194         }
1195 }
1196
1197 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1198 {
1199         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1200         int nodeid = slabp->nodeid;
1201         struct kmem_list3 *l3;
1202         struct array_cache *alien = NULL;
1203         int node;
1204
1205         node = numa_mem_id();
1206
1207         /*
1208          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1209          * cache on this cpu.
1210          */
1211         if (likely(slabp->nodeid == node))
1212                 return 0;
1213
1214         l3 = cachep->nodelists[node];
1215         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1216         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1217                 alien = l3->alien[nodeid];
1218                 spin_lock(&alien->lock);
1219                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1220                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1221                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1222                 }
1223                 ac_put_obj(cachep, alien, objp);
1224                 spin_unlock(&alien->lock);
1225         } else {
1226                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1227                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1228                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1229         }
1230         return 1;
1231 }
1232 #endif
1233
1234 /*
1235  * Allocates and initializes nodelists for a node on each slab cache, used for
1236  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_list3
1237  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1238  * When hotplugging memory or a cpu, existing nodelists are not replaced if
1239  * already in use.
1240  *
1241  * Must hold slab_mutex.
1242  */
1243 static int init_cache_nodelists_node(int node)
1244 {
1245         struct kmem_cache *cachep;
1246         struct kmem_list3 *l3;
1247         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1248
1249         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1250                 /*
1251                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1252                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1253                  * node has not already allocated this
1254                  */
1255                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1256                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1257                         if (!l3)
1258                                 return -ENOMEM;
1259                         kmem_list3_init(l3);
1260                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1261                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1262
1263                         /*
1264                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1265                          * go.  slab_mutex is sufficient
1266                          * protection here.
1267                          */
1268                         cachep->nodelists[node] = l3;
1269                 }
1270
1271                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1272                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1273                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1274                         cachep->batchcount + cachep->num;
1275                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1276         }
1277         return 0;
1278 }
1279
1280 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1281 {
1282         struct kmem_cache *cachep;
1283         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1284         int node = cpu_to_mem(cpu);
1285         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1286
1287         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1288                 struct array_cache *nc;
1289                 struct array_cache *shared;
1290                 struct array_cache **alien;
1291
1292                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1293                 nc = cachep->array[cpu];
1294                 cachep->array[cpu] = NULL;
1295                 l3 = cachep->nodelists[node];
1296
1297                 if (!l3)
1298                         goto free_array_cache;
1299
1300                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1301
1302                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1303                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1304                 if (nc)
1305                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1306
1307                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1308                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1309                         goto free_array_cache;
1310                 }
1311
1312                 shared = l3->shared;
1313                 if (shared) {
1314                         free_block(cachep, shared->entry,
1315                                    shared->avail, node);
1316                         l3->shared = NULL;
1317                 }
1318
1319                 alien = l3->alien;
1320                 l3->alien = NULL;
1321
1322                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1323
1324                 kfree(shared);
1325                 if (alien) {
1326                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1327                         free_alien_cache(alien);
1328                 }
1329 free_array_cache:
1330                 kfree(nc);
1331         }
1332         /*
1333          * In the previous loop, all the objects were freed to
1334          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1335          * shrink each nodelist to its limit.
1336          */
1337         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1338                 l3 = cachep->nodelists[node];
1339                 if (!l3)
1340                         continue;
1341                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1342         }
1343 }
1344
1345 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1346 {
1347         struct kmem_cache *cachep;
1348         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1349         int node = cpu_to_mem(cpu);
1350         int err;
1351
1352         /*
1353          * We need to do this right in the beginning since
1354          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1355          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1356          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1357          */
1358         err = init_cache_nodelists_node(node);
1359         if (err < 0)
1360                 goto bad;
1361
1362         /*
1363          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1364          * array caches
1365          */
1366         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1367                 struct array_cache *nc;
1368                 struct array_cache *shared = NULL;
1369                 struct array_cache **alien = NULL;
1370
1371                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1372                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1373                 if (!nc)
1374                         goto bad;
1375                 if (cachep->shared) {
1376                         shared = alloc_arraycache(node,
1377                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1378                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1379                         if (!shared) {
1380                                 kfree(nc);
1381                                 goto bad;
1382                         }
1383                 }
1384                 if (use_alien_caches) {
1385                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1386                         if (!alien) {
1387                                 kfree(shared);
1388                                 kfree(nc);
1389                                 goto bad;
1390                         }
1391                 }
1392                 cachep->array[cpu] = nc;
1393                 l3 = cachep->nodelists[node];
1394                 BUG_ON(!l3);
1395
1396                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1397                 if (!l3->shared) {
1398                         /*
1399                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1400                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1401                          */
1402                         l3->shared = shared;
1403                         shared = NULL;
1404                 }
1405 #ifdef CONFIG_NUMA
1406                 if (!l3->alien) {
1407                         l3->alien = alien;
1408                         alien = NULL;
1409                 }
1410 #endif
1411                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1412                 kfree(shared);
1413                 free_alien_cache(alien);
1414                 if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS)
1415                         slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
1416                 else if (!OFF_SLAB(cachep) &&
1417                          !(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1418                         on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
1419         }
1420         init_node_lock_keys(node);
1421
1422         return 0;
1423 bad:
1424         cpuup_canceled(cpu);
1425         return -ENOMEM;
1426 }
1427
1428 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1429                                     unsigned long action, void *hcpu)
1430 {
1431         long cpu = (long)hcpu;
1432         int err = 0;
1433
1434         switch (action) {
1435         case CPU_UP_PREPARE:
1436         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1437                 mutex_lock(&slab_mutex);
1438                 err = cpuup_prepare(cpu);
1439                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1440                 break;
1441         case CPU_ONLINE:
1442         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1443                 start_cpu_timer(cpu);
1444                 break;
1445 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1446         case CPU_DOWN_PREPARE:
1447         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1448                 /*
1449                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1450                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1451                  * anything expensive but will only modify reap_work
1452                  * and reschedule the timer.
1453                 */
1454                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1455                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1456                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1457                 break;
1458         case CPU_DOWN_FAILED:
1459         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1460                 start_cpu_timer(cpu);
1461                 break;
1462         case CPU_DEAD:
1463         case CPU_DEAD_FROZEN:
1464                 /*
1465                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1466                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1467                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1468                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1469                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1470                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1471                  */
1472                 /* fall through */
1473 #endif
1474         case CPU_UP_CANCELED:
1475         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1476                 mutex_lock(&slab_mutex);
1477                 cpuup_canceled(cpu);
1478                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1479                 break;
1480         }
1481         return notifier_from_errno(err);
1482 }
1483
1484 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1485         &cpuup_callback, NULL, 0
1486 };
1487
1488 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1489 /*
1490  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1491  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1492  * removed.
1493  *
1494  * Must hold slab_mutex.
1495  */
1496 static int __meminit drain_cache_nodelists_node(int node)
1497 {
1498         struct kmem_cache *cachep;
1499         int ret = 0;
1500
1501         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1502                 struct kmem_list3 *l3;
1503
1504                 l3 = cachep->nodelists[node];
1505                 if (!l3)
1506                         continue;
1507
1508                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1509
1510                 if (!list_empty(&l3->slabs_full) ||
1511                     !list_empty(&l3->slabs_partial)) {
1512                         ret = -EBUSY;
1513                         break;
1514                 }
1515         }
1516         return ret;
1517 }
1518
1519 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1520                                         unsigned long action, void *arg)
1521 {
1522         struct memory_notify *mnb = arg;
1523         int ret = 0;
1524         int nid;
1525
1526         nid = mnb->status_change_nid;
1527         if (nid < 0)
1528                 goto out;
1529
1530         switch (action) {
1531         case MEM_GOING_ONLINE:
1532                 mutex_lock(&slab_mutex);
1533                 ret = init_cache_nodelists_node(nid);
1534                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1535                 break;
1536         case MEM_GOING_OFFLINE:
1537                 mutex_lock(&slab_mutex);
1538                 ret = drain_cache_nodelists_node(nid);
1539                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1540                 break;
1541         case MEM_ONLINE:
1542         case MEM_OFFLINE:
1543         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1544         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1545                 break;
1546         }
1547 out:
1548         return notifier_from_errno(ret);
1549 }
1550 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1551
1552 /*
1553  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1554  */
1555 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1556                                 int nodeid)
1557 {
1558         struct kmem_list3 *ptr;
1559
1560         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_NOWAIT, nodeid);
1561         BUG_ON(!ptr);
1562
1563         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1564         /*
1565          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1566          */
1567         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1568
1569         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1570         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1571 }
1572
1573 /*
1574  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1575  * size of kmem_list3.
1576  */
1577 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1578 {
1579         int node;
1580
1581         for_each_online_node(node) {
1582                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1583                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1584                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1585                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1586         }
1587 }
1588
1589 /*
1590  * The memory after the last cpu cache pointer is used for the
1591  * the nodelists pointer.
1592  */
1593 static void setup_nodelists_pointer(struct kmem_cache *cachep)
1594 {
1595         cachep->nodelists = (struct kmem_list3 **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
1596 }
1597
1598 /*
1599  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1600  * before smp_init().
1601  */
1602 void __init kmem_cache_init(void)
1603 {
1604         struct cache_sizes *sizes;
1605         struct cache_names *names;
1606         int i;
1607
1608         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1609         setup_nodelists_pointer(kmem_cache);
1610
1611         if (num_possible_nodes() == 1)
1612                 use_alien_caches = 0;
1613
1614         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1615                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1616
1617         set_up_list3s(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1618
1619         /*
1620          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1621          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1622          * not overridden on the command line.
1623          */
1624         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1625                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1626
1627         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1628          * from caches that do not exist yet:
1629          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1630          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1631          *    kmem_cache is statically allocated.
1632          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1633          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1634          *    array at the end of the bootstrap.
1635          * 2) Create the first kmalloc cache.
1636          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1637          *    An __init data area is used for the head array.
1638          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1639          *    head arrays.
1640          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1641          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1642          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for kmem_cache and
1643          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1644          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1645          */
1646
1647         /* 1) create the kmem_cache */
1648
1649         /*
1650          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1651          */
1652         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1653                 offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1654                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *),
1655                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1656         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1657
1658         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1659         sizes = malloc_sizes;
1660         names = cache_names;
1661
1662         /*
1663          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1664          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1665          * bug.
1666          */
1667
1668         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = create_kmalloc_cache(names[INDEX_AC].name,
1669                                         sizes[INDEX_AC].cs_size, ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1670
1671         if (INDEX_AC != INDEX_L3)
1672                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1673                         create_kmalloc_cache(names[INDEX_L3].name,
1674                                 sizes[INDEX_L3].cs_size, ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1675
1676         slab_early_init = 0;
1677
1678         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1679                 /*
1680                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1681                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1682                  * eliminates "false sharing".
1683                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1684                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1685                  */
1686                 if (!sizes->cs_cachep)
1687                         sizes->cs_cachep = create_kmalloc_cache(names->name,
1688                                         sizes->cs_size, ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1689
1690 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1691                 sizes->cs_dmacachep = create_kmalloc_cache(
1692                         names->name_dma, sizes->cs_size,
1693                         SLAB_CACHE_DMA|ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1694 #endif
1695                 sizes++;
1696                 names++;
1697         }
1698         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1699         {
1700                 struct array_cache *ptr;
1701
1702                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1703
1704                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmem_cache),
1705                        sizeof(struct arraycache_init));
1706                 /*
1707                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1708                  */
1709                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1710
1711                 kmem_cache->array[smp_processor_id()] = ptr;
1712
1713                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1714
1715                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1716                        != &initarray_generic.cache);
1717                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1718                        sizeof(struct arraycache_init));
1719                 /*
1720                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1721                  */
1722                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1723
1724                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1725                     ptr;
1726         }
1727         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1728         {
1729                 int nid;
1730
1731                 for_each_online_node(nid) {
1732                         init_list(kmem_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1733
1734                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1735                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1736
1737                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1738                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1739                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1740                         }
1741                 }
1742         }
1743
1744         slab_state = UP;
1745 }
1746
1747 void __init kmem_cache_init_late(void)
1748 {
1749         struct kmem_cache *cachep;
1750
1751         slab_state = UP;
1752
1753         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1754         mutex_lock(&slab_mutex);
1755         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1756                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1757                         BUG();
1758         mutex_unlock(&slab_mutex);
1759
1760         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1761         init_lock_keys();
1762
1763         /* Done! */
1764         slab_state = FULL;
1765
1766         /*
1767          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1768          * cpu_cache_get for all new cpus
1769          */
1770         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1771
1772 #ifdef CONFIG_NUMA
1773         /*
1774          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1775          * nodelists.
1776          */
1777         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1778 #endif
1779
1780         /*
1781          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1782          * of the kernel is not yet operational.
1783          */
1784 }
1785
1786 static int __init cpucache_init(void)
1787 {
1788         int cpu;
1789
1790         /*
1791          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1792          */
1793         for_each_online_cpu(cpu)
1794                 start_cpu_timer(cpu);
1795
1796         /* Done! */
1797         slab_state = FULL;
1798         return 0;
1799 }
1800 __initcall(cpucache_init);
1801
1802 static noinline void
1803 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1804 {
1805         struct kmem_list3 *l3;
1806         struct slab *slabp;
1807         unsigned long flags;
1808         int node;
1809
1810         printk(KERN_WARNING
1811                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1812                 nodeid, gfpflags);
1813         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1814                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1815
1816         for_each_online_node(node) {
1817                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1818                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1819
1820                 l3 = cachep->nodelists[node];
1821                 if (!l3)
1822                         continue;
1823
1824                 spin_lock_irqsave(&l3->list_lock, flags);
1825                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
1826                         active_objs += cachep->num;
1827                         active_slabs++;
1828                 }
1829                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
1830                         active_objs += slabp->inuse;
1831                         active_slabs++;
1832                 }
1833                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list)
1834                         num_slabs++;
1835
1836                 free_objects += l3->free_objects;
1837                 spin_unlock_irqrestore(&l3->list_lock, flags);
1838
1839                 num_slabs += active_slabs;
1840                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1841                 printk(KERN_WARNING
1842                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1843                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1844                         free_objects);
1845         }
1846 }
1847
1848 /*
1849  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1850  *
1851  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1852  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1853  * would be relatively rare and ignorable.
1854  */
1855 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1856 {
1857         struct page *page;
1858         int nr_pages;
1859         int i;
1860
1861 #ifndef CONFIG_MMU
1862         /*
1863          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1864          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1865          */
1866         flags |= __GFP_COMP;
1867 #endif
1868
1869         flags |= cachep->allocflags;
1870         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1871                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1872
1873         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1874         if (!page) {
1875                 if (!(flags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1876                         slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1877                 return NULL;
1878         }
1879
1880         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1881         if (unlikely(page->pfmemalloc))
1882                 pfmemalloc_active = true;
1883
1884         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1885         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1886                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1887                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1888         else
1889                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1890                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1891         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1892                 __SetPageSlab(page + i);
1893
1894                 if (page->pfmemalloc)
1895                         SetPageSlabPfmemalloc(page + i);
1896         }
1897
1898         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1899                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1900
1901                 if (cachep->ctor)
1902                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1903                 else
1904                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1905         }
1906
1907         return page_address(page);
1908 }
1909
1910 /*
1911  * Interface to system's page release.
1912  */
1913 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1914 {
1915         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1916         struct page *page = virt_to_page(addr);
1917         const unsigned long nr_freed = i;
1918
1919         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1920
1921         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1922                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1923                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1924         else
1925                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1926                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1927         while (i--) {
1928                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1929                 __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1930                 __ClearPageSlab(page);
1931                 page++;
1932         }
1933         if (current->reclaim_state)
1934                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1935         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1936 }
1937
1938 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1939 {
1940         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1941         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1942
1943         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1944         if (OFF_SLAB(cachep))
1945                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1946 }
1947
1948 #if DEBUG
1949
1950 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1951 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1952                             unsigned long caller)
1953 {
1954         int size = cachep->object_size;
1955
1956         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1957
1958         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1959                 return;
1960
1961         *addr++ = 0x12345678;
1962         *addr++ = caller;
1963         *addr++ = smp_processor_id();
1964         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1965         {
1966                 unsigned long *sptr = &caller;
1967                 unsigned long svalue;
1968
1969                 while (!kstack_end(sptr)) {
1970                         svalue = *sptr++;
1971                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1972                                 *addr++ = svalue;
1973                                 size -= sizeof(unsigned long);
1974                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1975                                         break;
1976                         }
1977                 }
1978
1979         }
1980         *addr++ = 0x87654321;
1981 }
1982 #endif
1983
1984 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1985 {
1986         int size = cachep->object_size;
1987         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1988
1989         memset(addr, val, size);
1990         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1991 }
1992
1993 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1994 {
1995         int i;
1996         unsigned char error = 0;
1997         int bad_count = 0;
1998
1999         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
2000         for (i = 0; i < limit; i++) {
2001                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
2002                         error = data[offset + i];
2003                         bad_count++;
2004                 }
2005         }
2006         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
2007                         &data[offset], limit, 1);
2008
2009         if (bad_count == 1) {
2010                 error ^= POISON_FREE;
2011                 if (!(error & (error - 1))) {
2012                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
2013                                         "bad RAM.\n");
2014 #ifdef CONFIG_X86
2015                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
2016                                         "test tool.\n");
2017 #else
2018                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
2019 #endif
2020                 }
2021         }
2022 }
2023 #endif
2024
2025 #if DEBUG
2026
2027 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
2028 {
2029         int i, size;
2030         char *realobj;
2031
2032         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2033                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
2034                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
2035                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
2036         }
2037
2038         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2039                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
2040                         *dbg_userword(cachep, objp));
2041                 print_symbol("(%s)",
2042                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
2043                 printk("\n");
2044         }
2045         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2046         size = cachep->object_size;
2047         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
2048                 int limit;
2049                 limit = 16;
2050                 if (i + limit > size)
2051                         limit = size - i;
2052                 dump_line(realobj, i, limit);
2053         }
2054 }
2055
2056 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
2057 {
2058         char *realobj;
2059         int size, i;
2060         int lines = 0;
2061
2062         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2063         size = cachep->object_size;
2064
2065         for (i = 0; i < size; i++) {
2066                 char exp = POISON_FREE;
2067                 if (i == size - 1)
2068                         exp = POISON_END;
2069                 if (realobj[i] != exp) {
2070                         int limit;
2071                         /* Mismatch ! */
2072                         /* Print header */
2073                         if (lines == 0) {
2074                                 printk(KERN_ERR
2075                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
2076                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
2077                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
2078                         }
2079                         /* Hexdump the affected line */
2080                         i = (i / 16) * 16;
2081                         limit = 16;
2082                         if (i + limit > size)
2083                                 limit = size - i;
2084                         dump_line(realobj, i, limit);
2085                         i += 16;
2086                         lines++;
2087                         /* Limit to 5 lines */
2088                         if (lines > 5)
2089                                 break;
2090                 }
2091         }
2092         if (lines != 0) {
2093                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
2094                  * exist:
2095                  */
2096                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
2097                 unsigned int objnr;
2098
2099                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2100                 if (objnr) {
2101                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
2102                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2103                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
2104                                realobj, size);
2105                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
2106                 }
2107                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
2108                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
2109                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2110                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
2111                                realobj, size);
2112                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
2113                 }
2114         }
2115 }
2116 #endif
2117
2118 #if DEBUG
2119 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2120 {
2121         int i;
2122         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2123                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2124
2125                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2126 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2127                         if (cachep->size % PAGE_SIZE == 0 &&
2128                                         OFF_SLAB(cachep))
2129                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2130                                         cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
2131                         else
2132                                 check_poison_obj(cachep, objp);
2133 #else
2134                         check_poison_obj(cachep, objp);
2135 #endif
2136                 }
2137                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2138                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2139                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
2140                                            "was overwritten");
2141                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2142                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
2143                                            "was overwritten");
2144                 }
2145         }
2146 }
2147 #else
2148 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2149 {
2150 }
2151 #endif
2152
2153 /**
2154  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
2155  * @cachep: cache pointer being destroyed
2156  * @slabp: slab pointer being destroyed
2157  *
2158  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
2159  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
2160  * cache-lock is not held/needed.
2161  */
2162 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2163 {
2164         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
2165
2166         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
2167         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
2168                 struct slab_rcu *slab_rcu;
2169
2170                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
2171                 slab_rcu->cachep = cachep;
2172                 slab_rcu->addr = addr;
2173                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
2174         } else {
2175                 kmem_freepages(cachep, addr);
2176                 if (OFF_SLAB(cachep))
2177                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
2178         }
2179 }
2180
2181 /**
2182  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2183  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2184  * @size: size of objects to be created in this cache.
2185  * @align: required alignment for the objects.
2186  * @flags: slab allocation flags
2187  *
2188  * Also calculates the number of objects per slab.
2189  *
2190  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2191  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2192  * towards high-order requests, this should be changed.
2193  */
2194 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2195                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2196 {
2197         unsigned long offslab_limit;
2198         size_t left_over = 0;
2199         int gfporder;
2200
2201         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2202                 unsigned int num;
2203                 size_t remainder;
2204
2205                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2206                 if (!num)
2207                         continue;
2208
2209                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2210                         /*
2211                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2212                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2213                          * looping condition in cache_grow().
2214                          */
2215                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2216                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2217
2218                         if (num > offslab_limit)
2219                                 break;
2220                 }
2221
2222                 /* Found something acceptable - save it away */
2223                 cachep->num = num;
2224                 cachep->gfporder = gfporder;
2225                 left_over = remainder;
2226
2227                 /*
2228                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2229                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2230                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2231                  */
2232                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2233                         break;
2234
2235                 /*
2236                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2237                  * currently bad for the gfp()s.
2238                  */
2239                 if (gfporder >= slab_max_order)
2240                         break;
2241
2242                 /*
2243                  * Acceptable internal fragmentation?
2244                  */
2245                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2246                         break;
2247         }
2248         return left_over;
2249 }
2250
2251 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2252 {
2253         if (slab_state >= FULL)
2254                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2255
2256         if (slab_state == DOWN) {
2257                 /*
2258                  * Note: Creation of first cache (kmem_cache).
2259                  * The setup_list3s is taken care
2260                  * of by the caller of __kmem_cache_create
2261                  */
2262                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2263                 slab_state = PARTIAL;
2264         } else if (slab_state == PARTIAL) {
2265                 /*
2266                  * Note: the second kmem_cache_create must create the cache
2267                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2268                  * further caches will BUG().
2269                  */
2270                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2271
2272                 /*
2273                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2274                  * the second cache, then we need to set up all its list3s,
2275                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2276                  */
2277                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2278                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2279                         slab_state = PARTIAL_L3;
2280                 else
2281                         slab_state = PARTIAL_ARRAYCACHE;
2282         } else {
2283                 /* Remaining boot caches */
2284                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2285                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2286
2287                 if (slab_state == PARTIAL_ARRAYCACHE) {
2288                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2289                         slab_state = PARTIAL_L3;
2290                 } else {
2291                         int node;
2292                         for_each_online_node(node) {
2293                                 cachep->nodelists[node] =
2294                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2295                                                 gfp, node);
2296                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2297                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2298                         }
2299                 }
2300         }
2301         cachep->nodelists[numa_mem_id()]->next_reap =
2302                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2303                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2304
2305         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2306         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2307         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2308         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2309         cachep->batchcount = 1;
2310         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2311         return 0;
2312 }
2313
2314 /**
2315  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2316  * @cachep: cache management descriptor
2317  * @flags: SLAB flags
2318  *
2319  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2320  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2321  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2322  *
2323  * The flags are
2324  *
2325  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2326  * to catch references to uninitialised memory.
2327  *
2328  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2329  * for buffer overruns.
2330  *
2331  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2332  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2333  * as davem.
2334  */
2335 int
2336 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2337 {
2338         size_t left_over, slab_size, ralign;
2339         gfp_t gfp;
2340         int err;
2341         size_t size = cachep->size;
2342
2343 #if DEBUG
2344 #if FORCED_DEBUG
2345         /*
2346          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2347          * large objects, if the increased size would increase the object size
2348          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2349          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2350          */
2351         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2352                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2353                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2354         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2355                 flags |= SLAB_POISON;
2356 #endif
2357         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2358                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2359 #endif
2360
2361         /*
2362          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2363          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2364          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2365          */
2366         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2367                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2368                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2369         }
2370
2371         /*
2372          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2373          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2374          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2375          */
2376         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2377                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2378
2379         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2380                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2381                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2382                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2383                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2384                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2385         }
2386
2387         /* 3) caller mandated alignment */
2388         if (ralign < cachep->align) {
2389                 ralign = cachep->align;
2390         }
2391         /* disable debug if necessary */
2392         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2393                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2394         /*
2395          * 4) Store it.
2396          */
2397         cachep->align = ralign;
2398
2399         if (slab_is_available())
2400                 gfp = GFP_KERNEL;
2401         else
2402                 gfp = GFP_NOWAIT;
2403
2404         setup_nodelists_pointer(cachep);
2405 #if DEBUG
2406
2407         /*
2408          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2409          * into align above.
2410          */
2411         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2412                 /* add space for red zone words */
2413                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2414                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2415         }
2416         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2417                 /* user store requires one word storage behind the end of
2418                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2419                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2420                  */
2421                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2422                         size += REDZONE_ALIGN;
2423                 else
2424                         size += BYTES_PER_WORD;
2425         }
2426 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2427         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2428             && cachep->object_size > cache_line_size()
2429             && ALIGN(size, cachep->align) < PAGE_SIZE) {
2430                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, cachep->align);
2431                 size = PAGE_SIZE;
2432         }
2433 #endif
2434 #endif
2435
2436         /*
2437          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2438          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2439          * it too early on. Always use on-slab management when
2440          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2441          */
2442         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2443             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2444                 /*
2445                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2446                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2447                  */
2448                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2449
2450         size = ALIGN(size, cachep->align);
2451
2452         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, cachep->align, flags);
2453
2454         if (!cachep->num)
2455                 return -E2BIG;
2456
2457         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2458                           + sizeof(struct slab), cachep->align);
2459
2460         /*
2461          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2462          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2463          */
2464         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2465                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2466                 left_over -= slab_size;
2467         }
2468
2469         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2470                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2471                 slab_size =
2472                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2473
2474 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2475                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2476                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2477                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2478                  */
2479                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2480                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2481 #endif
2482         }
2483
2484         cachep->colour_off = cache_line_size();
2485         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2486         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2487                 cachep->colour_off = cachep->align;
2488         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2489         cachep->slab_size = slab_size;
2490         cachep->flags = flags;
2491         cachep->allocflags = 0;
2492         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2493                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2494         cachep->size = size;
2495         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2496
2497         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2498                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2499                 /*
2500                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2501                  * But since we go off slab only for object size greater than
2502                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2503                  * this should not happen at all.
2504                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2505                  */
2506                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2507         }
2508
2509         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2510         if (err) {
2511                 __kmem_cache_shutdown(cachep);
2512                 return err;
2513         }
2514
2515         if (flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS) {
2516                 /*
2517                  * Would deadlock through slab_destroy()->call_rcu()->
2518                  * debug_object_activate()->kmem_cache_alloc().
2519                  */
2520                 WARN_ON_ONCE(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU);
2521
2522                 slab_set_debugobj_lock_classes(cachep);
2523         } else if (!OFF_SLAB(cachep) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2524                 on_slab_lock_classes(cachep);
2525
2526         return 0;
2527 }
2528
2529 #if DEBUG
2530 static void check_irq_off(void)
2531 {
2532         BUG_ON(!irqs_disabled());
2533 }
2534
2535 static void check_irq_on(void)
2536 {
2537         BUG_ON(irqs_disabled());
2538 }
2539
2540 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2541 {
2542 #ifdef CONFIG_SMP
2543         check_irq_off();
2544         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_mem_id()]->list_lock);
2545 #endif
2546 }
2547
2548 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2549 {
2550 #ifdef CONFIG_SMP
2551         check_irq_off();
2552         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2553 #endif
2554 }
2555
2556 #else
2557 #define check_irq_off() do { } while(0)
2558 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2559 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2560 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2561 #endif
2562
2563 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2564                         struct array_cache *ac,
2565                         int force, int node);
2566
2567 static void do_drain(void *arg)
2568 {
2569         struct kmem_cache *cachep = arg;
2570         struct array_cache *ac;
2571         int node = numa_mem_id();
2572
2573         check_irq_off();
2574         ac = cpu_cache_get(cachep);
2575         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2576         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2577         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2578         ac->avail = 0;
2579 }
2580
2581 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2582 {
2583         struct kmem_list3 *l3;
2584         int node;
2585
2586         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2587         check_irq_on();
2588         for_each_online_node(node) {
2589                 l3 = cachep->nodelists[node];
2590                 if (l3 && l3->alien)
2591                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2592         }
2593
2594         for_each_online_node(node) {
2595                 l3 = cachep->nodelists[node];
2596                 if (l3)
2597                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2598         }
2599 }
2600
2601 /*
2602  * Remove slabs from the list of free slabs.
2603  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2604  *
2605  * Returns the actual number of slabs released.
2606  */
2607 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2608                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2609 {
2610         struct list_head *p;
2611         int nr_freed;
2612         struct slab *slabp;
2613
2614         nr_freed = 0;
2615         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2616
2617                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2618                 p = l3->slabs_free.prev;
2619                 if (p == &l3->slabs_free) {
2620                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2621                         goto out;
2622                 }
2623
2624                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2625 #if DEBUG
2626                 BUG_ON(slabp->inuse);
2627 #endif
2628                 list_del(&slabp->list);
2629                 /*
2630                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2631                  * to the cache.
2632                  */
2633                 l3->free_objects -= cache->num;
2634                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2635                 slab_destroy(cache, slabp);
2636                 nr_freed++;
2637         }
2638 out:
2639         return nr_freed;
2640 }
2641
2642 /* Called with slab_mutex held to protect against cpu hotplug */
2643 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2644 {
2645         int ret = 0, i = 0;
2646         struct kmem_list3 *l3;
2647
2648         drain_cpu_caches(cachep);
2649
2650         check_irq_on();
2651         for_each_online_node(i) {
2652                 l3 = cachep->nodelists[i];
2653                 if (!l3)
2654                         continue;
2655
2656                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2657
2658                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2659                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2660         }
2661         return (ret ? 1 : 0);
2662 }
2663
2664 /**
2665  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2666  * @cachep: The cache to shrink.
2667  *
2668  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2669  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2670  */
2671 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2672 {
2673         int ret;
2674         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2675
2676         get_online_cpus();
2677         mutex_lock(&slab_mutex);
2678         ret = __cache_shrink(cachep);
2679         mutex_unlock(&slab_mutex);
2680         put_online_cpus();
2681         return ret;
2682 }
2683 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2684
2685 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2686 {
2687         int i;
2688         struct kmem_list3 *l3;
2689         int rc = __cache_shrink(cachep);
2690
2691         if (rc)
2692                 return rc;
2693
2694         for_each_online_cpu(i)
2695             kfree(cachep->array[i]);
2696
2697         /* NUMA: free the list3 structures */
2698         for_each_online_node(i) {
2699                 l3 = cachep->nodelists[i];
2700                 if (l3) {
2701                         kfree(l3->shared);
2702                         free_alien_cache(l3->alien);
2703                         kfree(l3);
2704                 }
2705         }
2706         return 0;
2707 }
2708
2709 /*
2710  * Get the memory for a slab management obj.
2711  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2712  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2713  * come from the same cache which is getting created because,
2714  * when we are searching for an appropriate cache for these
2715  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2716  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2717  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2718  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2719  */
2720 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2721                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2722                                    int nodeid)
2723 {
2724         struct slab *slabp;
2725
2726         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2727                 /* Slab management obj is off-slab. */
2728                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2729                                               local_flags, nodeid);
2730                 /*
2731                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2732                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2733                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2734                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2735                  */
2736                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2737                                    local_flags);
2738                 if (!slabp)
2739                         return NULL;
2740         } else {
2741                 slabp = objp + colour_off;
2742                 colour_off += cachep->slab_size;
2743         }
2744         slabp->inuse = 0;
2745         slabp->colouroff = colour_off;
2746         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2747         slabp->nodeid = nodeid;
2748         slabp->free = 0;
2749         return slabp;
2750 }
2751
2752 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2753 {
2754         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2755 }
2756
2757 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2758                             struct slab *slabp)
2759 {
2760         int i;
2761
2762         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2763                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2764 #if DEBUG
2765                 /* need to poison the objs? */
2766                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2767                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2768                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2769                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2770
2771                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2772                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2773                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2774                 }
2775                 /*
2776                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2777                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2778                  * They must also be threaded.
2779                  */
2780                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2781                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2782
2783                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2784                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2785                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2786                                            " end of an object");
2787                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2788                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2789                                            " start of an object");
2790                 }
2791                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2792                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2793                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2794                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2795 #else
2796                 if (cachep->ctor)
2797                         cachep->ctor(objp);
2798 #endif
2799                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2800         }
2801         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2802 }
2803
2804 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2805 {
2806         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2807                 if (flags & GFP_DMA)
2808                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2809                 else
2810                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2811         }
2812 }
2813
2814 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2815                                 int nodeid)
2816 {
2817         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2818         kmem_bufctl_t next;
2819
2820         slabp->inuse++;
2821         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2822 #if DEBUG
2823         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2824         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2825 #endif
2826         slabp->free = next;
2827
2828         return objp;
2829 }
2830
2831 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2832                                 void *objp, int nodeid)
2833 {
2834         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2835
2836 #if DEBUG
2837         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2838         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2839
2840         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2841                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2842                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2843                 BUG();
2844         }
2845 #endif
2846         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2847         slabp->free = objnr;
2848         slabp->inuse--;
2849 }
2850
2851 /*
2852  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2853  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2854  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2855  */
2856 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2857                            void *addr)
2858 {
2859         int nr_pages;
2860         struct page *page;
2861
2862         page = virt_to_page(addr);
2863
2864         nr_pages = 1;
2865         if (likely(!PageCompound(page)))
2866                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2867
2868         do {
2869                 page->slab_cache = cache;
2870                 page->slab_page = slab;
2871                 page++;
2872         } while (--nr_pages);
2873 }
2874
2875 /*
2876  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2877  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2878  */
2879 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2880                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2881 {
2882         struct slab *slabp;
2883         size_t offset;
2884         gfp_t local_flags;
2885         struct kmem_list3 *l3;
2886
2887         /*
2888          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2889          * critical path in kmem_cache_alloc().
2890          */
2891         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2892         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2893
2894         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2895         check_irq_off();
2896         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2897         spin_lock(&l3->list_lock);
2898
2899         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2900         offset = l3->colour_next;
2901         l3->colour_next++;
2902         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2903                 l3->colour_next = 0;
2904         spin_unlock(&l3->list_lock);
2905
2906         offset *= cachep->colour_off;
2907
2908         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2909                 local_irq_enable();
2910
2911         /*
2912          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2913          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2914          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2915          * will eventually be caught here (where it matters).
2916          */
2917         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2918
2919         /*
2920          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2921          * 'nodeid'.
2922          */
2923         if (!objp)
2924                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2925         if (!objp)
2926                 goto failed;
2927
2928         /* Get slab management. */
2929         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2930                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2931         if (!slabp)
2932                 goto opps1;
2933
2934         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2935
2936         cache_init_objs(cachep, slabp);
2937
2938         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2939                 local_irq_disable();
2940         check_irq_off();
2941         spin_lock(&l3->list_lock);
2942
2943         /* Make slab active. */
2944         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2945         STATS_INC_GROWN(cachep);
2946         l3->free_objects += cachep->num;
2947         spin_unlock(&l3->list_lock);
2948         return 1;
2949 opps1:
2950         kmem_freepages(cachep, objp);
2951 failed:
2952         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2953                 local_irq_disable();
2954         return 0;
2955 }
2956
2957 #if DEBUG
2958
2959 /*
2960  * Perform extra freeing checks:
2961  * - detect bad pointers.
2962  * - POISON/RED_ZONE checking
2963  */
2964 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2965 {
2966         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2967                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2968                        (unsigned long)objp);
2969                 BUG();
2970         }
2971 }
2972
2973 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2974 {
2975         unsigned long long redzone1, redzone2;
2976
2977         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2978         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2979
2980         /*
2981          * Redzone is ok.
2982          */
2983         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2984                 return;
2985
2986         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2987                 slab_error(cache, "double free detected");
2988         else
2989                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2990
2991         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2992                         obj, redzone1, redzone2);
2993 }
2994
2995 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2996                                    unsigned long caller)
2997 {
2998         struct page *page;
2999         unsigned int objnr;
3000         struct slab *slabp;
3001
3002         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3003
3004         objp -= obj_offset(cachep);
3005         kfree_debugcheck(objp);
3006         page = virt_to_head_page(objp);
3007
3008         slabp = page->slab_page;
3009
3010         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3011                 verify_redzone_free(cachep, objp);
3012                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
3013                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
3014         }
3015         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3016                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3017
3018         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
3019
3020         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
3021         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
3022
3023 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3024         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
3025 #endif
3026         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3027 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3028                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
3029                         store_stackinfo(cachep, objp, caller);
3030                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3031                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
3032                 } else {
3033                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
3034                 }
3035 #else
3036                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
3037 #endif
3038         }
3039         return objp;
3040 }
3041
3042 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
3043 {
3044         kmem_bufctl_t i;
3045         int entries = 0;
3046
3047         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
3048         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
3049                 entries++;
3050                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
3051                         goto bad;
3052         }
3053         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
3054 bad:
3055                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
3056                         "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Tainted(%s). Hexdump:\n",
3057                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse,
3058                         print_tainted());
3059                 print_hex_dump(KERN_ERR, "", DUMP_PREFIX_OFFSET, 16, 1, slabp,
3060                         sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t),
3061                         1);
3062                 BUG();
3063         }
3064 }
3065 #else
3066 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
3067 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
3068 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
3069 #endif
3070
3071 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3072                                                         bool force_refill)
3073 {
3074         int batchcount;
3075         struct kmem_list3 *l3;
3076         struct array_cache *ac;
3077         int node;
3078
3079         check_irq_off();
3080         node = numa_mem_id();
3081         if (unlikely(force_refill))
3082                 goto force_grow;
3083 retry:
3084         ac = cpu_cache_get(cachep);
3085         batchcount = ac->batchcount;
3086         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
3087                 /*
3088                  * If there was little recent activity on this cache, then
3089                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
3090                  * refill bouncing.
3091                  */
3092                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
3093         }
3094         l3 = cachep->nodelists[node];
3095
3096         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
3097         spin_lock(&l3->list_lock);
3098
3099         /* See if we can refill from the shared array */
3100         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount)) {
3101                 l3->shared->touched = 1;
3102                 goto alloc_done;
3103         }
3104
3105         while (batchcount > 0) {
3106                 struct list_head *entry;
3107                 struct slab *slabp;
3108                 /* Get slab alloc is to come from. */
3109                 entry = l3->slabs_partial.next;
3110                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
3111                         l3->free_touched = 1;
3112                         entry = l3->slabs_free.next;
3113                         if (entry == &l3->slabs_free)
3114                                 goto must_grow;
3115                 }
3116
3117                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3118                 check_slabp(cachep, slabp);
3119                 check_spinlock_acquired(cachep);
3120
3121                 /*
3122                  * The slab was either on partial or free list so
3123                  * there must be at least one object available for
3124                  * allocation.
3125                  */
3126                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3127
3128                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3129                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3130                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3131                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3132
3133                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, slabp,
3134                                                                         node));
3135                 }
3136                 check_slabp(cachep, slabp);
3137
3138                 /* move slabp to correct slabp list: */
3139                 list_del(&slabp->list);
3140                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3141                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3142                 else
3143                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3144         }
3145
3146 must_grow:
3147         l3->free_objects -= ac->avail;
3148 alloc_done:
3149         spin_unlock(&l3->list_lock);
3150
3151         if (unlikely(!ac->avail)) {
3152                 int x;
3153 force_grow:
3154                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3155
3156                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3157                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3158                 node = numa_mem_id();
3159
3160                 /* no objects in sight? abort */
3161                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
3162                         return NULL;
3163
3164                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3165                         goto retry;
3166         }
3167         ac->touched = 1;
3168
3169         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
3170 }
3171
3172 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3173                                                 gfp_t flags)
3174 {
3175         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3176 #if DEBUG
3177         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3178 #endif
3179 }
3180
3181 #if DEBUG
3182 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3183                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
3184 {
3185         if (!objp)
3186                 return objp;
3187         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3188 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3189                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3190                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3191                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
3192                 else
3193                         check_poison_obj(cachep, objp);
3194 #else
3195                 check_poison_obj(cachep, objp);
3196 #endif
3197                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3198         }
3199         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3200                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3201
3202         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3203                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3204                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3205                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3206                                                 " object was overwritten");
3207                         printk(KERN_ERR
3208                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3209                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3210                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3211                 }
3212                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3213                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3214         }
3215 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3216         {
3217                 struct slab *slabp;
3218                 unsigned objnr;
3219
3220                 slabp = virt_to_head_page(objp)->slab_page;
3221                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->size;
3222                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3223         }
3224 #endif
3225         objp += obj_offset(cachep);
3226         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3227                 cachep->ctor(objp);
3228         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3229             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3230                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3231                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3232         }
3233         return objp;
3234 }
3235 #else
3236 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3237 #endif
3238
3239 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3240 {
3241         if (cachep == kmem_cache)
3242                 return false;
3243
3244         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
3245 }
3246
3247 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3248 {
3249         void *objp;
3250         struct array_cache *ac;
3251         bool force_refill = false;
3252
3253         check_irq_off();
3254
3255         ac = cpu_cache_get(cachep);
3256         if (likely(ac->avail)) {
3257                 ac->touched = 1;
3258                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
3259
3260                 /*
3261                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
3262                  * by the current flags
3263                  */
3264                 if (objp) {
3265                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3266                         goto out;
3267                 }
3268                 force_refill = true;
3269         }
3270
3271         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3272         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
3273         /*
3274          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3275          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3276          */
3277         ac = cpu_cache_get(cachep);
3278
3279 out:
3280         /*
3281          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3282          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3283          * treat the array pointers as a reference to the object.
3284          */
3285         if (objp)
3286                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3287         return objp;
3288 }
3289
3290 #ifdef CONFIG_NUMA
3291 /*
3292  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3293  *
3294  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3295  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3296  */
3297 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3298 {
3299         int nid_alloc, nid_here;
3300
3301         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3302                 return NULL;
3303         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3304         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3305                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3306         else if (current->mempolicy)
3307                 nid_alloc = slab_node();
3308         if (nid_alloc != nid_here)
3309                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3310         return NULL;
3311 }
3312
3313 /*
3314  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3315  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3316  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3317  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3318  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3319  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3320  */
3321 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3322 {
3323         struct zonelist *zonelist;
3324         gfp_t local_flags;
3325         struct zoneref *z;
3326         struct zone *zone;
3327         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3328         void *obj = NULL;
3329         int nid;
3330         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3331
3332         if (flags & __GFP_THISNODE)
3333                 return NULL;
3334
3335         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3336
3337 retry_cpuset:
3338         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
3339         zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
3340
3341 retry:
3342         /*
3343          * Look through allowed nodes for objects available
3344          * from existing per node queues.
3345          */
3346         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3347                 nid = zone_to_nid(zone);
3348
3349                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3350                         cache->nodelists[nid] &&
3351                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3352                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3353                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3354                                 if (obj)
3355                                         break;
3356                 }
3357         }
3358
3359         if (!obj) {
3360                 /*
3361                  * This allocation will be performed within the constraints
3362                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3363                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3364                  * set and go into memory reserves if necessary.
3365                  */
3366                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3367                         local_irq_enable();
3368                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3369                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3370                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3371                         local_irq_disable();
3372                 if (obj) {
3373                         /*
3374                          * Insert into the appropriate per node queues
3375                          */
3376                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3377                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3378                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3379                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3380                                 if (!obj)
3381                                         /*
3382                                          * Another processor may allocate the
3383                                          * objects in the slab since we are
3384                                          * not holding any locks.
3385                                          */
3386                                         goto retry;
3387                         } else {
3388                                 /* cache_grow already freed obj */
3389                                 obj = NULL;
3390                         }
3391                 }
3392         }
3393
3394         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !obj))
3395                 goto retry_cpuset;
3396         return obj;
3397 }
3398
3399 /*
3400  * A interface to enable slab creation on nodeid
3401  */
3402 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3403                                 int nodeid)
3404 {
3405         struct list_head *entry;
3406         struct slab *slabp;
3407         struct kmem_list3 *l3;
3408         void *obj;
3409         int x;
3410
3411         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3412         BUG_ON(!l3);
3413
3414 retry:
3415         check_irq_off();
3416         spin_lock(&l3->list_lock);
3417         entry = l3->slabs_partial.next;
3418         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3419                 l3->free_touched = 1;
3420                 entry = l3->slabs_free.next;
3421                 if (entry == &l3->slabs_free)
3422                         goto must_grow;
3423         }
3424
3425         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3426         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3427         check_slabp(cachep, slabp);
3428
3429         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3430         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3431         STATS_SET_HIGH(cachep);
3432
3433         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3434
3435         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3436         check_slabp(cachep, slabp);
3437         l3->free_objects--;
3438         /* move slabp to correct slabp list: */
3439         list_del(&slabp->list);
3440
3441         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3442                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3443         else
3444                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3445
3446         spin_unlock(&l3->list_lock);
3447         goto done;
3448
3449 must_grow:
3450         spin_unlock(&l3->list_lock);
3451         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3452         if (x)
3453                 goto retry;
3454
3455         return fallback_alloc(cachep, flags);
3456
3457 done:
3458         return obj;
3459 }
3460
3461 /**
3462  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3463  * @cachep: The cache to allocate from.
3464  * @flags: See kmalloc().
3465  * @nodeid: node number of the target node.
3466  * @caller: return address of caller, used for debug information
3467  *
3468  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3469  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3470  *
3471  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3472  */
3473 static __always_inline void *
3474 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3475                    unsigned long caller)
3476 {
3477         unsigned long save_flags;
3478         void *ptr;
3479         int slab_node = numa_mem_id();
3480
3481         flags &= gfp_allowed_mask;
3482
3483         lockdep_trace_alloc(flags);
3484
3485         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3486                 return NULL;
3487
3488         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3489         local_irq_save(save_flags);
3490
3491         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3492                 nodeid = slab_node;
3493
3494         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3495                 /* Node not bootstrapped yet */
3496                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3497                 goto out;
3498         }
3499
3500         if (nodeid == slab_node) {
3501                 /*
3502                  * Use the locally cached objects if possible.
3503                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3504                  * to other nodes. It may fail while we still have
3505                  * objects on other nodes available.
3506                  */
3507                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3508                 if (ptr)
3509                         goto out;
3510         }
3511         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3512         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3513   out:
3514         local_irq_restore(save_flags);
3515         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3516         kmemleak_alloc_recursive(ptr, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3517                                  flags);
3518
3519         if (likely(ptr))
3520                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, cachep->object_size);
3521
3522         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3523                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3524
3525         return ptr;
3526 }
3527
3528 static __always_inline void *
3529 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3530 {
3531         void *objp;
3532
3533         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3534                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3535                 if (objp)
3536                         goto out;
3537         }
3538         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3539
3540         /*
3541          * We may just have run out of memory on the local node.
3542          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3543          */
3544         if (!objp)
3545                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3546
3547   out:
3548         return objp;
3549 }
3550 #else
3551
3552 static __always_inline void *
3553 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3554 {
3555         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3556 }
3557
3558 #endif /* CONFIG_NUMA */
3559
3560 static __always_inline void *
3561 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3562 {
3563         unsigned long save_flags;
3564         void *objp;
3565
3566         flags &= gfp_allowed_mask;
3567
3568         lockdep_trace_alloc(flags);
3569
3570         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3571                 return NULL;
3572
3573         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3574         local_irq_save(save_flags);
3575         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3576         local_irq_restore(save_flags);
3577         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3578         kmemleak_alloc_recursive(objp, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3579                                  flags);
3580         prefetchw(objp);
3581
3582         if (likely(objp))
3583                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, cachep->object_size);
3584
3585         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3586                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3587
3588         return objp;
3589 }
3590
3591 /*
3592  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3593  */
3594 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3595                        int node)
3596 {
3597         int i;
3598         struct kmem_list3 *l3;
3599
3600         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3601                 void *objp;
3602                 struct slab *slabp;
3603
3604                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3605                 objp = objpp[i];
3606
3607                 slabp = virt_to_slab(objp);
3608                 l3 = cachep->nodelists[node];
3609                 list_del(&slabp->list);
3610                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3611                 check_slabp(cachep, slabp);
3612                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3613                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3614                 l3->free_objects++;
3615                 check_slabp(cachep, slabp);
3616
3617                 /* fixup slab chains */
3618                 if (slabp->inuse == 0) {
3619                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3620                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3621                                 /* No need to drop any previously held
3622                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3623                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3624                                  * a different cache, refer to comments before
3625                                  * alloc_slabmgmt.
3626                                  */
3627                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3628                         } else {
3629                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3630                         }
3631                 } else {
3632                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3633                          * partial list on free - maximum time for the
3634                          * other objects to be freed, too.
3635                          */
3636                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3637                 }
3638         }
3639 }
3640
3641 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3642 {
3643         int batchcount;
3644         struct kmem_list3 *l3;
3645         int node = numa_mem_id();
3646
3647         batchcount = ac->batchcount;
3648 #if DEBUG
3649         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3650 #endif
3651         check_irq_off();
3652         l3 = cachep->nodelists[node];
3653         spin_lock(&l3->list_lock);
3654         if (l3->shared) {
3655                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3656                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3657                 if (max) {
3658                         if (batchcount > max)
3659                                 batchcount = max;
3660                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3661                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3662                         shared_array->avail += batchcount;
3663                         goto free_done;
3664                 }
3665         }
3666
3667         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3668 free_done:
3669 #if STATS
3670         {
3671                 int i = 0;
3672                 struct list_head *p;
3673
3674                 p = l3->slabs_free.next;
3675                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3676                         struct slab *slabp;
3677
3678                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3679                         BUG_ON(slabp->inuse);
3680
3681                         i++;
3682                         p = p->next;
3683                 }
3684                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3685         }
3686 #endif
3687         spin_unlock(&l3->list_lock);
3688         ac->avail -= batchcount;
3689         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3690 }
3691
3692 /*
3693  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3694  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3695  */
3696 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3697                                 unsigned long caller)
3698 {
3699         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3700
3701         check_irq_off();
3702         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3703         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3704
3705         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3706
3707         /*
3708          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3709          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3710          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3711          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3712          * the cache.
3713          */
3714         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3715                 return;
3716
3717         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3718                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3719         } else {
3720                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3721                 cache_flusharray(cachep, ac);
3722         }
3723
3724         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3725 }
3726
3727 /**
3728  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3729  * @cachep: The cache to allocate from.
3730  * @flags: See kmalloc().
3731  *
3732  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3733  * if the cache has no available objects.
3734  */
3735 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3736 {
3737         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3738
3739         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3740                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3741
3742         return ret;
3743 }
3744 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3745
3746 #ifdef CONFIG_TRACING
3747 void *
3748 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3749 {
3750         void *ret;
3751
3752         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3753
3754         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3755                       size, cachep->size, flags);
3756         return ret;
3757 }
3758 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3759 #endif
3760
3761 #ifdef CONFIG_NUMA
3762 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3763 {
3764         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3765
3766         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3767                                     cachep->object_size, cachep->size,
3768                                     flags, nodeid);
3769
3770         return ret;
3771 }
3772 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3773
3774 #ifdef CONFIG_TRACING
3775 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3776                                   gfp_t flags,
3777                                   int nodeid,
3778                                   size_t size)
3779 {
3780         void *ret;
3781
3782         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3783
3784         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3785                            size, cachep->size,
3786                            flags, nodeid);
3787         return ret;
3788 }
3789 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3790 #endif
3791
3792 static __always_inline void *
3793 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3794 {
3795         struct kmem_cache *cachep;
3796
3797         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3798         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3799                 return cachep;
3800         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3801 }
3802
3803 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3804 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3805 {
3806         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3807 }
3808 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3809
3810 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3811                 int node, unsigned long caller)
3812 {
3813         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3814 }
3815 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3816 #else
3817 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3818 {
3819         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, 0);
3820 }
3821 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3822 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3823 #endif /* CONFIG_NUMA */
3824
3825 /**
3826  * __do_kmalloc - allocate memory
3827  * @size: how many bytes of memory are required.
3828  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3829  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3830  */
3831 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3832                                           unsigned long caller)
3833 {
3834         struct kmem_cache *cachep;
3835         void *ret;
3836
3837         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3838          * __ with kmem_.
3839          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3840          * functions.
3841          */
3842         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3843         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3844                 return cachep;
3845         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3846
3847         trace_kmalloc(caller, ret,
3848                       size, cachep->size, flags);
3849
3850         return ret;
3851 }
3852
3853
3854 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3855 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3856 {
3857         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3858 }
3859 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3860
3861 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3862 {
3863         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3864 }
3865 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3866
3867 #else
3868 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3869 {
3870         return __do_kmalloc(size, flags, 0);
3871 }
3872 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3873 #endif
3874
3875 /**
3876  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3877  * @cachep: The cache the allocation was from.
3878  * @objp: The previously allocated object.
3879  *
3880  * Free an object which was previously allocated from this
3881  * cache.
3882  */
3883 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3884 {
3885         unsigned long flags;
3886
3887         local_irq_save(flags);
3888         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3889         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3890                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3891         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3892         local_irq_restore(flags);
3893
3894         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3895 }
3896 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3897
3898 /**
3899  * kfree - free previously allocated memory
3900  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3901  *
3902  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3903  *
3904  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3905  * or you will run into trouble.
3906  */
3907 void kfree(const void *objp)
3908 {
3909         struct kmem_cache *c;
3910         unsigned long flags;
3911
3912         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3913
3914         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3915                 return;
3916         local_irq_save(flags);
3917         kfree_debugcheck(objp);
3918         c = virt_to_cache(objp);
3919         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3920
3921         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3922         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3923         local_irq_restore(flags);
3924 }
3925 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3926
3927 /*
3928  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
3929  */
3930 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3931 {
3932         int node;
3933         struct kmem_list3 *l3;
3934         struct array_cache *new_shared;
3935         struct array_cache **new_alien = NULL;
3936
3937         for_each_online_node(node) {
3938
3939                 if (use_alien_caches) {
3940                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3941                         if (!new_alien)
3942                                 goto fail;
3943                 }
3944
3945                 new_shared = NULL;
3946                 if (cachep->shared) {
3947                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3948                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3949                                         0xbaadf00d, gfp);
3950                         if (!new_shared) {
3951                                 free_alien_cache(new_alien);
3952                                 goto fail;
3953                         }
3954                 }
3955
3956                 l3 = cachep->nodelists[node];
3957                 if (l3) {
3958                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3959
3960                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3961
3962                         if (shared)
3963                                 free_block(cachep, shared->entry,
3964                                                 shared->avail, node);
3965
3966                         l3->shared = new_shared;
3967                         if (!l3->alien) {
3968                                 l3->alien = new_alien;
3969                                 new_alien = NULL;
3970                         }
3971                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3972                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3973                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3974                         kfree(shared);
3975                         free_alien_cache(new_alien);
3976                         continue;
3977                 }
3978                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), gfp, node);
3979                 if (!l3) {
3980                         free_alien_cache(new_alien);
3981                         kfree(new_shared);
3982                         goto fail;
3983                 }
3984
3985                 kmem_list3_init(l3);
3986                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3987                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3988                 l3->shared = new_shared;
3989                 l3->alien = new_alien;
3990                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3991                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3992                 cachep->nodelists[node] = l3;
3993         }
3994         return 0;
3995
3996 fail:
3997         if (!cachep->list.next) {
3998                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3999                 node--;
4000                 while (node >= 0) {
4001                         if (cachep->nodelists[node]) {
4002                                 l3 = cachep->nodelists[node];
4003
4004                                 kfree(l3->shared);
4005                                 free_alien_cache(l3->alien);
4006                                 kfree(l3);
4007                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
4008                         }
4009                         node--;
4010                 }
4011         }
4012         return -ENOMEM;
4013 }
4014
4015 struct ccupdate_struct {
4016         struct kmem_cache *cachep;
4017         struct array_cache *new[0];
4018 };
4019
4020 static void do_ccupdate_local(void *info)
4021 {
4022         struct ccupdate_struct *new = info;
4023         struct array_cache *old;
4024
4025         check_irq_off();
4026         old = cpu_cache_get(new->cachep);
4027
4028         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
4029         new->new[smp_processor_id()] = old;
4030 }
4031
4032 /* Always called with the slab_mutex held */
4033 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
4034                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
4035 {
4036         struct ccupdate_struct *new;
4037         int i;
4038
4039         new = kzalloc(sizeof(*new) + nr_cpu_ids * sizeof(struct array_cache *),
4040                       gfp);
4041         if (!new)
4042                 return -ENOMEM;
4043
4044         for_each_online_cpu(i) {
4045                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
4046                                                 batchcount, gfp);
4047                 if (!new->new[i]) {
4048                         for (i--; i >= 0; i--)
4049                                 kfree(new->new[i]);
4050                         kfree(new);
4051                         return -ENOMEM;
4052                 }
4053         }
4054         new->cachep = cachep;
4055
4056         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
4057
4058         check_irq_on();
4059         cachep->batchcount = batchcount;
4060         cachep->limit = limit;
4061         cachep->shared = shared;
4062
4063         for_each_online_cpu(i) {
4064                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
4065                 if (!ccold)
4066                         continue;
4067                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
4068                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_mem(i));
4069                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
4070                 kfree(ccold);
4071         }
4072         kfree(new);
4073         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
4074 }
4075
4076 /* Called with slab_mutex held always */
4077 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
4078 {
4079         int err;
4080         int limit, shared;
4081
4082         /*
4083          * The head array serves three purposes:
4084          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
4085          * - reduce the number of spinlock operations.
4086          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4087          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4088          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4089          * Bonwick.
4090          */
4091         if (cachep->size > 131072)
4092                 limit = 1;
4093         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
4094                 limit = 8;
4095         else if (cachep->size > 1024)
4096                 limit = 24;
4097         else if (cachep->size > 256)
4098                 limit = 54;
4099         else
4100                 limit = 120;
4101
4102         /*
4103          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4104          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4105          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4106          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4107          * replaces Bonwick's magazine layer.
4108          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4109          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4110          */
4111         shared = 0;
4112         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4113                 shared = 8;
4114
4115 #if DEBUG
4116         /*
4117          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4118          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4119          */
4120         if (limit > 32)
4121                 limit = 32;
4122 #endif
4123         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared, gfp);
4124         if (err)
4125                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4126                        cachep->name, -err);
4127         return err;
4128 }
4129
4130 /*
4131  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4132  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4133  * if drain_array() is used on the shared array.
4134  */
4135 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4136                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4137 {
4138         int tofree;
4139
4140         if (!ac || !ac->avail)
4141                 return;
4142         if (ac->touched && !force) {
4143                 ac->touched = 0;
4144         } else {
4145                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4146                 if (ac->avail) {
4147                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4148                         if (tofree > ac->avail)
4149                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4150                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4151                         ac->avail -= tofree;
4152                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4153                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4154                 }
4155                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4156         }
4157 }
4158
4159 /**
4160  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4161  * @w: work descriptor
4162  *
4163  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4164  * Purpose:
4165  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4166  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4167  *
4168  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4169  * again on the next iteration.
4170  */
4171 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4172 {
4173         struct kmem_cache *searchp;
4174         struct kmem_list3 *l3;
4175         int node = numa_mem_id();
4176         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4177
4178         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
4179                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4180                 goto out;
4181
4182         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
4183                 check_irq_on();
4184
4185                 /*
4186                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4187                  * have established with reasonable certainty that
4188                  * we can do some work if the lock was obtained.
4189                  */
4190                 l3 = searchp->nodelists[node];
4191
4192                 reap_alien(searchp, l3);
4193
4194                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4195
4196                 /*
4197                  * These are racy checks but it does not matter
4198                  * if we skip one check or scan twice.
4199                  */
4200                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4201                         goto next;
4202
4203                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4204
4205                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4206
4207                 if (l3->free_touched)
4208                         l3->free_touched = 0;
4209                 else {
4210                         int freed;
4211
4212                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4213                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4214                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4215                 }
4216 next:
4217                 cond_resched();
4218         }
4219         check_irq_on();
4220         mutex_unlock(&slab_mutex);
4221         next_reap_node();
4222 out:
4223         /* Set up the next iteration */
4224         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4225 }
4226
4227 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4228 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4229 {
4230         struct slab *slabp;
4231         unsigned long active_objs;
4232         unsigned long num_objs;
4233         unsigned long active_slabs = 0;
4234         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4235         const char *name;
4236         char *error = NULL;
4237         int node;
4238         struct kmem_list3 *l3;
4239
4240         active_objs = 0;
4241         num_slabs = 0;
4242         for_each_online_node(node) {
4243                 l3 = cachep->nodelists[node];
4244                 if (!l3)
4245                         continue;
4246
4247                 check_irq_on();
4248                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4249
4250                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4251                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4252                                 error = "slabs_full accounting error";
4253                         active_objs += cachep->num;
4254                         active_slabs++;
4255                 }
4256                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4257                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4258                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4259                         if (!slabp->inuse && !error)
4260                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4261                         active_objs += slabp->inuse;
4262                         active_slabs++;
4263                 }
4264                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4265                         if (slabp->inuse && !error)
4266                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4267                         num_slabs++;
4268                 }
4269                 free_objects += l3->free_objects;
4270                 if (l3->shared)
4271                         shared_avail += l3->shared->avail;
4272
4273                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4274         }
4275         num_slabs += active_slabs;
4276         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4277         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4278                 error = "free_objects accounting error";
4279
4280         name = cachep->name;
4281         if (error)
4282                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4283
4284         sinfo->active_objs = active_objs;
4285         sinfo->num_objs = num_objs;
4286         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4287         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4288         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4289         sinfo->limit = cachep->limit;
4290         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4291         sinfo->shared = cachep->shared;
4292         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4293         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4294 }
4295
4296 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4297 {
4298 #if STATS
4299         {                       /* list3 stats */
4300                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4301                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4302                 unsigned long grown = cachep->grown;
4303                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4304                 unsigned long errors = cachep->errors;
4305                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4306                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4307                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4308                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4309
4310                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4311                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4312                            allocs, high, grown,
4313                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4314                            node_frees, overflows);
4315         }
4316         /* cpu stats */
4317         {
4318                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4319                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4320                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4321                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4322
4323                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4324                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4325         }
4326 #endif
4327 }
4328
4329 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4330 /**
4331  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4332  * @file: unused
4333  * @buffer: user buffer
4334  * @count: data length
4335  * @ppos: unused
4336  */
4337 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4338                        size_t count, loff_t *ppos)
4339 {
4340         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4341         int limit, batchcount, shared, res;
4342         struct kmem_cache *cachep;
4343
4344         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4345                 return -EINVAL;
4346         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4347                 return -EFAULT;
4348         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4349
4350         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4351         if (!tmp)
4352                 return -EINVAL;
4353         *tmp = '\0';
4354         tmp++;
4355         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4356                 return -EINVAL;
4357
4358         /* Find the cache in the chain of caches. */
4359         mutex_lock(&slab_mutex);
4360         res = -EINVAL;
4361         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4362                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4363                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4364                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4365                                 res = 0;
4366                         } else {
4367                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4368                                                        batchcount, shared,
4369                                                        GFP_KERNEL);
4370                         }
4371                         break;
4372                 }
4373         }
4374         mutex_unlock(&slab_mutex);
4375         if (res >= 0)
4376                 res = count;
4377         return res;
4378 }
4379
4380 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4381
4382 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4383 {
4384         mutex_lock(&slab_mutex);
4385         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4386 }
4387
4388 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4389 {
4390         unsigned long *p;
4391         int l;
4392         if (!v)
4393                 return 1;
4394         l = n[1];
4395         p = n + 2;
4396         while (l) {
4397                 int i = l/2;
4398                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4399                 if (*q == v) {
4400                         q[1]++;
4401                         return 1;
4402                 }
4403                 if (*q > v) {
4404                         l = i;
4405                 } else {
4406                         p = q + 2;
4407                         l -= i + 1;
4408                 }
4409         }
4410         if (++n[1] == n[0])
4411                 return 0;
4412         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4413         p[0] = v;
4414         p[1] = 1;
4415         return 1;
4416 }
4417
4418 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4419 {
4420         void *p;
4421         int i;
4422         if (n[0] == n[1])
4423                 return;
4424         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4425                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4426                         continue;
4427                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4428                         return;
4429         }
4430 }
4431
4432 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4433 {
4434 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4435         unsigned long offset, size;
4436         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4437
4438         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4439                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4440                 if (modname[0])
4441                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4442                 return;
4443         }
4444 #endif
4445         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4446 }
4447
4448 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4449 {
4450         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4451         struct slab *slabp;
4452         struct kmem_list3 *l3;
4453         const char *name;
4454         unsigned long *n = m->private;
4455         int node;
4456         int i;
4457
4458         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4459                 return 0;
4460         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4461                 return 0;
4462
4463         /* OK, we can do it */
4464
4465         n[1] = 0;
4466
4467         for_each_online_node(node) {
4468                 l3 = cachep->nodelists[node];
4469                 if (!l3)
4470                         continue;
4471
4472                 check_irq_on();
4473                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4474
4475                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4476                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4477                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4478                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4479                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4480         }
4481         name = cachep->name;
4482         if (n[0] == n[1]) {
4483                 /* Increase the buffer size */
4484                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4485                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4486                 if (!m->private) {
4487                         /* Too bad, we are really out */
4488                         m->private = n;
4489                         mutex_lock(&slab_mutex);
4490                         return -ENOMEM;
4491                 }
4492                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4493                 kfree(n);
4494                 mutex_lock(&slab_mutex);
4495                 /* Now make sure this entry will be retried */
4496                 m->count = m->size;
4497                 return 0;
4498         }
4499         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4500                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4501                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4502                 seq_putc(m, '\n');
4503         }
4504
4505         return 0;
4506 }
4507
4508 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4509 {
4510         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4511 }
4512
4513 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4514 {
4515         mutex_unlock(&slab_mutex);
4516 }
4517
4518 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4519         .start = leaks_start,
4520         .next = s_next,
4521         .stop = s_stop,
4522         .show = leaks_show,
4523 };
4524
4525 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4526 {
4527         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4528         int ret = -ENOMEM;
4529         if (n) {
4530                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4531                 if (!ret) {
4532                         struct seq_file *m = file->private_data;
4533                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4534                         m->private = n;
4535                         n = NULL;
4536                 }
4537                 kfree(n);
4538         }
4539         return ret;
4540 }
4541
4542 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4543         .open           = slabstats_open,
4544         .read           = seq_read,
4545         .llseek         = seq_lseek,
4546         .release        = seq_release_private,
4547 };
4548 #endif
4549
4550 static int __init slab_proc_init(void)
4551 {
4552 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4553         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4554 #endif
4555         return 0;
4556 }
4557 module_init(slab_proc_init);
4558 #endif
4559
4560 /**
4561  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4562  * @objp: Pointer to the object
4563  *
4564  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4565  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4566  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4567  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4568  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4569  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4570  * must not be freed during the duration of the call.
4571  */
4572 size_t ksize(const void *objp)
4573 {
4574         BUG_ON(!objp);
4575         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4576                 return 0;
4577
4578         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4579 }
4580 EXPORT_SYMBOL(ksize);