e26bff5ed1a63945786af477d59bd26991b0bea7
[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_cache __initdata =
551     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
552 static struct arraycache_init initarray_generic =
553     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
554
555 /* internal cache of cache description objs */
556 static struct kmem_list3 *kmem_cache_nodelists[MAX_NUMNODES];
557 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
558         .nodelists = kmem_cache_nodelists,
559         .batchcount = 1,
560         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
561         .shared = 1,
562         .size = sizeof(struct kmem_cache),
563         .name = "kmem_cache",
564 };
565
566 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
567
568 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
569
570 /*
571  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
572  * for other slabs "off slab".
573  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
574  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
575  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
576  *
577  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
578  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
579  * then comes back up during hotplug
580  */
581 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
582 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
583
584 static struct lock_class_key debugobj_l3_key;
585 static struct lock_class_key debugobj_alc_key;
586
587 static void slab_set_lock_classes(struct kmem_cache *cachep,
588                 struct lock_class_key *l3_key, struct lock_class_key *alc_key,
589                 int q)
590 {
591         struct array_cache **alc;
592         struct kmem_list3 *l3;
593         int r;
594
595         l3 = cachep->nodelists[q];
596         if (!l3)
597                 return;
598
599         lockdep_set_class(&l3->list_lock, l3_key);
600         alc = l3->alien;
601         /*
602          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
603          * should go away when common slab code is taught to
604          * work even without alien caches.
605          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
606          * for alloc_alien_cache,
607          */
608         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
609                 return;
610         for_each_node(r) {
611                 if (alc[r])
612                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock, alc_key);
613         }
614 }
615
616 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
617 {
618         slab_set_lock_classes(cachep, &debugobj_l3_key, &debugobj_alc_key, node);
619 }
620
621 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
622 {
623         int node;
624
625         for_each_online_node(node)
626                 slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
627 }
628
629 static void init_node_lock_keys(int q)
630 {
631         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
632
633         if (slab_state < UP)
634                 return;
635
636         for (s = malloc_sizes; s->cs_size != ULONG_MAX; s++) {
637                 struct kmem_list3 *l3;
638
639                 l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
640                 if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
641                         continue;
642
643                 slab_set_lock_classes(s->cs_cachep, &on_slab_l3_key,
644                                 &on_slab_alc_key, q);
645         }
646 }
647
648 static inline void init_lock_keys(void)
649 {
650         int node;
651
652         for_each_node(node)
653                 init_node_lock_keys(node);
654 }
655 #else
656 static void init_node_lock_keys(int q)
657 {
658 }
659
660 static inline void init_lock_keys(void)
661 {
662 }
663
664 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
665 {
666 }
667
668 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
669 {
670 }
671 #endif
672
673 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
674
675 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
676 {
677         return cachep->array[smp_processor_id()];
678 }
679
680 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
681                                                         gfp_t gfpflags)
682 {
683         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
684
685 #if DEBUG
686         /* This happens if someone tries to call
687          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
688          * the generic caches are initialized.
689          */
690         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
691 #endif
692         if (!size)
693                 return ZERO_SIZE_PTR;
694
695         while (size > csizep->cs_size)
696                 csizep++;
697
698         /*
699          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
700          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
701          * for large kmalloc calls required.
702          */
703 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
704         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
705                 return csizep->cs_dmacachep;
706 #endif
707         return csizep->cs_cachep;
708 }
709
710 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
711 {
712         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
713 }
714
715 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
716 {
717         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
718 }
719
720 /*
721  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
722  */
723 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
724                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
725                            unsigned int *num)
726 {
727         int nr_objs;
728         size_t mgmt_size;
729         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
730
731         /*
732          * The slab management structure can be either off the slab or
733          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
734          * slab is used for:
735          *
736          * - The struct slab
737          * - One kmem_bufctl_t for each object
738          * - Padding to respect alignment of @align
739          * - @buffer_size bytes for each object
740          *
741          * If the slab management structure is off the slab, then the
742          * alignment will already be calculated into the size. Because
743          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
744          * correct alignment when allocated.
745          */
746         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
747                 mgmt_size = 0;
748                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
749
750                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
751                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
752         } else {
753                 /*
754                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
755                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
756                  * least @align. In the worst case, this result will
757                  * be one greater than the number of objects that fit
758                  * into the memory allocation when taking the padding
759                  * into account.
760                  */
761                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
762                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
763
764                 /*
765                  * This calculated number will be either the right
766                  * amount, or one greater than what we want.
767                  */
768                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
769                        > slab_size)
770                         nr_objs--;
771
772                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
773                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
774
775                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
776         }
777         *num = nr_objs;
778         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
779 }
780
781 #if DEBUG
782 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
783
784 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
785                         char *msg)
786 {
787         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
788                function, cachep->name, msg);
789         dump_stack();
790         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
791 }
792 #endif
793
794 /*
795  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
796  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
797  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
798  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
799  * line
800   */
801
802 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
803 static int __init noaliencache_setup(char *s)
804 {
805         use_alien_caches = 0;
806         return 1;
807 }
808 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
809
810 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
811 {
812         get_option(&str, &slab_max_order);
813         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
814                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
815         slab_max_order_set = true;
816
817         return 1;
818 }
819 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
820
821 #ifdef CONFIG_NUMA
822 /*
823  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
824  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
825  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
826  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
827  */
828 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
829
830 static void init_reap_node(int cpu)
831 {
832         int node;
833
834         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
835         if (node == MAX_NUMNODES)
836                 node = first_node(node_online_map);
837
838         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
839 }
840
841 static void next_reap_node(void)
842 {
843         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
844
845         node = next_node(node, node_online_map);
846         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
847                 node = first_node(node_online_map);
848         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
849 }
850
851 #else
852 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
853 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
854 #endif
855
856 /*
857  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
858  * via the workqueue/eventd.
859  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
860  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
861  * lock.
862  */
863 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
864 {
865         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
866
867         /*
868          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
869          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
870          * at that time.
871          */
872         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
873                 init_reap_node(cpu);
874                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
875                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
876                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
877         }
878 }
879
880 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
881                                             int batchcount, gfp_t gfp)
882 {
883         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
884         struct array_cache *nc = NULL;
885
886         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
887         /*
888          * The array_cache structures contain pointers to free object.
889          * However, when such objects are allocated or transferred to another
890          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
891          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
892          * not scan such objects.
893          */
894         kmemleak_no_scan(nc);
895         if (nc) {
896                 nc->avail = 0;
897                 nc->limit = entries;
898                 nc->batchcount = batchcount;
899                 nc->touched = 0;
900                 spin_lock_init(&nc->lock);
901         }
902         return nc;
903 }
904
905 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct slab *slabp)
906 {
907         struct page *page = virt_to_page(slabp->s_mem);
908
909         return PageSlabPfmemalloc(page);
910 }
911
912 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
913 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
914                                                 struct array_cache *ac)
915 {
916         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[numa_mem_id()];
917         struct slab *slabp;
918         unsigned long flags;
919
920         if (!pfmemalloc_active)
921                 return;
922
923         spin_lock_irqsave(&l3->list_lock, flags);
924         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
925                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
926                         goto out;
927
928         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
929                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
930                         goto out;
931
932         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list)
933                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
934                         goto out;
935
936         pfmemalloc_active = false;
937 out:
938         spin_unlock_irqrestore(&l3->list_lock, flags);
939 }
940
941 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
942                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
943 {
944         int i;
945         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
946
947         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
948         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
949                 struct kmem_list3 *l3;
950
951                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
952                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
953                         return objp;
954                 }
955
956                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
957                 for (i = 0; i < ac->avail; i++) {
958                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
959                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
960                                 objp = ac->entry[i];
961                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
962                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
963                                 return objp;
964                         }
965                 }
966
967                 /*
968                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
969                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
970                  */
971                 l3 = cachep->nodelists[numa_mem_id()];
972                 if (!list_empty(&l3->slabs_free) && force_refill) {
973                         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
974                         ClearPageSlabPfmemalloc(virt_to_head_page(slabp->s_mem));
975                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
976                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
977                         return objp;
978                 }
979
980                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
981                 ac->avail++;
982                 objp = NULL;
983         }
984
985         return objp;
986 }
987
988 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
989                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
990 {
991         void *objp;
992
993         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
994                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
995         else
996                 objp = ac->entry[--ac->avail];
997
998         return objp;
999 }
1000
1001 static void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
1002                                                                 void *objp)
1003 {
1004         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
1005                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
1006                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1007                 if (PageSlabPfmemalloc(page))
1008                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
1009         }
1010
1011         return objp;
1012 }
1013
1014 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
1015                                                                 void *objp)
1016 {
1017         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
1018                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
1019
1020         ac->entry[ac->avail++] = objp;
1021 }
1022
1023 /*
1024  * Transfer objects in one arraycache to another.
1025  * Locking must be handled by the caller.
1026  *
1027  * Return the number of entries transferred.
1028  */
1029 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
1030                 struct array_cache *from, unsigned int max)
1031 {
1032         /* Figure out how many entries to transfer */
1033         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
1034
1035         if (!nr)
1036                 return 0;
1037
1038         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
1039                         sizeof(void *) *nr);
1040
1041         from->avail -= nr;
1042         to->avail += nr;
1043         return nr;
1044 }
1045
1046 #ifndef CONFIG_NUMA
1047
1048 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1049 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1050
1051 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1052 {
1053         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1054 }
1055
1056 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1057 {
1058 }
1059
1060 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1061 {
1062         return 0;
1063 }
1064
1065 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1066                 gfp_t flags)
1067 {
1068         return NULL;
1069 }
1070
1071 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1072                  gfp_t flags, int nodeid)
1073 {
1074         return NULL;
1075 }
1076
1077 #else   /* CONFIG_NUMA */
1078
1079 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1080 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1081
1082 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1083 {
1084         struct array_cache **ac_ptr;
1085         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1086         int i;
1087
1088         if (limit > 1)
1089                 limit = 12;
1090         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
1091         if (ac_ptr) {
1092                 for_each_node(i) {
1093                         if (i == node || !node_online(i))
1094                                 continue;
1095                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
1096                         if (!ac_ptr[i]) {
1097                                 for (i--; i >= 0; i--)
1098                                         kfree(ac_ptr[i]);
1099                                 kfree(ac_ptr);
1100                                 return NULL;
1101                         }
1102                 }
1103         }
1104         return ac_ptr;
1105 }
1106
1107 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1108 {
1109         int i;
1110
1111         if (!ac_ptr)
1112                 return;
1113         for_each_node(i)
1114             kfree(ac_ptr[i]);
1115         kfree(ac_ptr);
1116 }
1117
1118 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1119                                 struct array_cache *ac, int node)
1120 {
1121         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1122
1123         if (ac->avail) {
1124                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1125                 /*
1126                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1127                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1128                  * into the free lists and getting them back later.
1129                  */
1130                 if (rl3->shared)
1131                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1132
1133                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1134                 ac->avail = 0;
1135                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1136         }
1137 }
1138
1139 /*
1140  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1141  */
1142 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1143 {
1144         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1145
1146         if (l3->alien) {
1147                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1148
1149                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1150                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1151                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1152                 }
1153         }
1154 }
1155
1156 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1157                                 struct array_cache **alien)
1158 {
1159         int i = 0;
1160         struct array_cache *ac;
1161         unsigned long flags;
1162
1163         for_each_online_node(i) {
1164                 ac = alien[i];
1165                 if (ac) {
1166                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1167                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1168                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1169                 }
1170         }
1171 }
1172
1173 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1174 {
1175         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1176         int nodeid = slabp->nodeid;
1177         struct kmem_list3 *l3;
1178         struct array_cache *alien = NULL;
1179         int node;
1180
1181         node = numa_mem_id();
1182
1183         /*
1184          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1185          * cache on this cpu.
1186          */
1187         if (likely(slabp->nodeid == node))
1188                 return 0;
1189
1190         l3 = cachep->nodelists[node];
1191         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1192         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1193                 alien = l3->alien[nodeid];
1194                 spin_lock(&alien->lock);
1195                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1196                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1197                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1198                 }
1199                 ac_put_obj(cachep, alien, objp);
1200                 spin_unlock(&alien->lock);
1201         } else {
1202                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1203                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1204                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1205         }
1206         return 1;
1207 }
1208 #endif
1209
1210 /*
1211  * Allocates and initializes nodelists for a node on each slab cache, used for
1212  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_list3
1213  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1214  * When hotplugging memory or a cpu, existing nodelists are not replaced if
1215  * already in use.
1216  *
1217  * Must hold slab_mutex.
1218  */
1219 static int init_cache_nodelists_node(int node)
1220 {
1221         struct kmem_cache *cachep;
1222         struct kmem_list3 *l3;
1223         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1224
1225         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1226                 /*
1227                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1228                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1229                  * node has not already allocated this
1230                  */
1231                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1232                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1233                         if (!l3)
1234                                 return -ENOMEM;
1235                         kmem_list3_init(l3);
1236                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1237                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1238
1239                         /*
1240                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1241                          * go.  slab_mutex is sufficient
1242                          * protection here.
1243                          */
1244                         cachep->nodelists[node] = l3;
1245                 }
1246
1247                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1248                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1249                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1250                         cachep->batchcount + cachep->num;
1251                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1252         }
1253         return 0;
1254 }
1255
1256 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1257 {
1258         struct kmem_cache *cachep;
1259         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1260         int node = cpu_to_mem(cpu);
1261         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1262
1263         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1264                 struct array_cache *nc;
1265                 struct array_cache *shared;
1266                 struct array_cache **alien;
1267
1268                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1269                 nc = cachep->array[cpu];
1270                 cachep->array[cpu] = NULL;
1271                 l3 = cachep->nodelists[node];
1272
1273                 if (!l3)
1274                         goto free_array_cache;
1275
1276                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1277
1278                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1279                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1280                 if (nc)
1281                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1282
1283                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1284                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1285                         goto free_array_cache;
1286                 }
1287
1288                 shared = l3->shared;
1289                 if (shared) {
1290                         free_block(cachep, shared->entry,
1291                                    shared->avail, node);
1292                         l3->shared = NULL;
1293                 }
1294
1295                 alien = l3->alien;
1296                 l3->alien = NULL;
1297
1298                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1299
1300                 kfree(shared);
1301                 if (alien) {
1302                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1303                         free_alien_cache(alien);
1304                 }
1305 free_array_cache:
1306                 kfree(nc);
1307         }
1308         /*
1309          * In the previous loop, all the objects were freed to
1310          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1311          * shrink each nodelist to its limit.
1312          */
1313         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1314                 l3 = cachep->nodelists[node];
1315                 if (!l3)
1316                         continue;
1317                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1318         }
1319 }
1320
1321 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1322 {
1323         struct kmem_cache *cachep;
1324         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1325         int node = cpu_to_mem(cpu);
1326         int err;
1327
1328         /*
1329          * We need to do this right in the beginning since
1330          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1331          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1332          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1333          */
1334         err = init_cache_nodelists_node(node);
1335         if (err < 0)
1336                 goto bad;
1337
1338         /*
1339          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1340          * array caches
1341          */
1342         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1343                 struct array_cache *nc;
1344                 struct array_cache *shared = NULL;
1345                 struct array_cache **alien = NULL;
1346
1347                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1348                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1349                 if (!nc)
1350                         goto bad;
1351                 if (cachep->shared) {
1352                         shared = alloc_arraycache(node,
1353                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1354                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1355                         if (!shared) {
1356                                 kfree(nc);
1357                                 goto bad;
1358                         }
1359                 }
1360                 if (use_alien_caches) {
1361                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1362                         if (!alien) {
1363                                 kfree(shared);
1364                                 kfree(nc);
1365                                 goto bad;
1366                         }
1367                 }
1368                 cachep->array[cpu] = nc;
1369                 l3 = cachep->nodelists[node];
1370                 BUG_ON(!l3);
1371
1372                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1373                 if (!l3->shared) {
1374                         /*
1375                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1376                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1377                          */
1378                         l3->shared = shared;
1379                         shared = NULL;
1380                 }
1381 #ifdef CONFIG_NUMA
1382                 if (!l3->alien) {
1383                         l3->alien = alien;
1384                         alien = NULL;
1385                 }
1386 #endif
1387                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1388                 kfree(shared);
1389                 free_alien_cache(alien);
1390                 if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS)
1391                         slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
1392         }
1393         init_node_lock_keys(node);
1394
1395         return 0;
1396 bad:
1397         cpuup_canceled(cpu);
1398         return -ENOMEM;
1399 }
1400
1401 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1402                                     unsigned long action, void *hcpu)
1403 {
1404         long cpu = (long)hcpu;
1405         int err = 0;
1406
1407         switch (action) {
1408         case CPU_UP_PREPARE:
1409         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1410                 mutex_lock(&slab_mutex);
1411                 err = cpuup_prepare(cpu);
1412                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1413                 break;
1414         case CPU_ONLINE:
1415         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1416                 start_cpu_timer(cpu);
1417                 break;
1418 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1419         case CPU_DOWN_PREPARE:
1420         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1421                 /*
1422                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1423                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1424                  * anything expensive but will only modify reap_work
1425                  * and reschedule the timer.
1426                 */
1427                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1428                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1429                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1430                 break;
1431         case CPU_DOWN_FAILED:
1432         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1433                 start_cpu_timer(cpu);
1434                 break;
1435         case CPU_DEAD:
1436         case CPU_DEAD_FROZEN:
1437                 /*
1438                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1439                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1440                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1441                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1442                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1443                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1444                  */
1445                 /* fall through */
1446 #endif
1447         case CPU_UP_CANCELED:
1448         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1449                 mutex_lock(&slab_mutex);
1450                 cpuup_canceled(cpu);
1451                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1452                 break;
1453         }
1454         return notifier_from_errno(err);
1455 }
1456
1457 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1458         &cpuup_callback, NULL, 0
1459 };
1460
1461 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1462 /*
1463  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1464  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1465  * removed.
1466  *
1467  * Must hold slab_mutex.
1468  */
1469 static int __meminit drain_cache_nodelists_node(int node)
1470 {
1471         struct kmem_cache *cachep;
1472         int ret = 0;
1473
1474         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1475                 struct kmem_list3 *l3;
1476
1477                 l3 = cachep->nodelists[node];
1478                 if (!l3)
1479                         continue;
1480
1481                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1482
1483                 if (!list_empty(&l3->slabs_full) ||
1484                     !list_empty(&l3->slabs_partial)) {
1485                         ret = -EBUSY;
1486                         break;
1487                 }
1488         }
1489         return ret;
1490 }
1491
1492 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1493                                         unsigned long action, void *arg)
1494 {
1495         struct memory_notify *mnb = arg;
1496         int ret = 0;
1497         int nid;
1498
1499         nid = mnb->status_change_nid;
1500         if (nid < 0)
1501                 goto out;
1502
1503         switch (action) {
1504         case MEM_GOING_ONLINE:
1505                 mutex_lock(&slab_mutex);
1506                 ret = init_cache_nodelists_node(nid);
1507                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1508                 break;
1509         case MEM_GOING_OFFLINE:
1510                 mutex_lock(&slab_mutex);
1511                 ret = drain_cache_nodelists_node(nid);
1512                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1513                 break;
1514         case MEM_ONLINE:
1515         case MEM_OFFLINE:
1516         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1517         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1518                 break;
1519         }
1520 out:
1521         return notifier_from_errno(ret);
1522 }
1523 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1524
1525 /*
1526  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1527  */
1528 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1529                                 int nodeid)
1530 {
1531         struct kmem_list3 *ptr;
1532
1533         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_NOWAIT, nodeid);
1534         BUG_ON(!ptr);
1535
1536         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1537         /*
1538          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1539          */
1540         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1541
1542         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1543         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1544 }
1545
1546 /*
1547  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1548  * size of kmem_list3.
1549  */
1550 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1551 {
1552         int node;
1553
1554         for_each_online_node(node) {
1555                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1556                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1557                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1558                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1559         }
1560 }
1561
1562 /*
1563  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1564  * before smp_init().
1565  */
1566 void __init kmem_cache_init(void)
1567 {
1568         size_t left_over;
1569         struct cache_sizes *sizes;
1570         struct cache_names *names;
1571         int i;
1572         int order;
1573         int node;
1574
1575         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1576
1577         if (num_possible_nodes() == 1)
1578                 use_alien_caches = 0;
1579
1580         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1581                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1582                 if (i < MAX_NUMNODES)
1583                         kmem_cache->nodelists[i] = NULL;
1584         }
1585         set_up_list3s(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1586
1587         /*
1588          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1589          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1590          * not overridden on the command line.
1591          */
1592         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1593                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1594
1595         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1596          * from caches that do not exist yet:
1597          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1598          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1599          *    kmem_cache is statically allocated.
1600          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1601          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1602          *    array at the end of the bootstrap.
1603          * 2) Create the first kmalloc cache.
1604          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1605          *    An __init data area is used for the head array.
1606          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1607          *    head arrays.
1608          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1609          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1610          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for kmem_cache and
1611          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1612          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1613          */
1614
1615         node = numa_mem_id();
1616
1617         /* 1) create the kmem_cache */
1618         INIT_LIST_HEAD(&slab_caches);
1619         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1620         kmem_cache->colour_off = cache_line_size();
1621         kmem_cache->array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1622         kmem_cache->nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1623
1624         /*
1625          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1626          */
1627         kmem_cache->size = offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1628                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1629         kmem_cache->object_size = kmem_cache->size;
1630         kmem_cache->size = ALIGN(kmem_cache->object_size,
1631                                         cache_line_size());
1632         kmem_cache->reciprocal_buffer_size =
1633                 reciprocal_value(kmem_cache->size);
1634
1635         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1636                 cache_estimate(order, kmem_cache->size,
1637                         cache_line_size(), 0, &left_over, &kmem_cache->num);
1638                 if (kmem_cache->num)
1639                         break;
1640         }
1641         BUG_ON(!kmem_cache->num);
1642         kmem_cache->gfporder = order;
1643         kmem_cache->colour = left_over / kmem_cache->colour_off;
1644         kmem_cache->slab_size = ALIGN(kmem_cache->num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1645                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1646
1647         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1648         sizes = malloc_sizes;
1649         names = cache_names;
1650
1651         /*
1652          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1653          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1654          * bug.
1655          */
1656
1657         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
1658         sizes[INDEX_AC].cs_cachep->name = names[INDEX_AC].name;
1659         sizes[INDEX_AC].cs_cachep->size = sizes[INDEX_AC].cs_size;
1660         sizes[INDEX_AC].cs_cachep->object_size = sizes[INDEX_AC].cs_size;
1661         sizes[INDEX_AC].cs_cachep->align = ARCH_KMALLOC_MINALIGN;
1662         __kmem_cache_create(sizes[INDEX_AC].cs_cachep, ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC);
1663         list_add(&sizes[INDEX_AC].cs_cachep->list, &slab_caches);
1664
1665         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1666                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
1667                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep->name = names[INDEX_L3].name;
1668                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep->size = sizes[INDEX_L3].cs_size;
1669                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep->object_size = sizes[INDEX_L3].cs_size;
1670                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep->align = ARCH_KMALLOC_MINALIGN;
1671                 __kmem_cache_create(sizes[INDEX_L3].cs_cachep, ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC);
1672                 list_add(&sizes[INDEX_L3].cs_cachep->list, &slab_caches);
1673         }
1674
1675         slab_early_init = 0;
1676
1677         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1678                 /*
1679                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1680                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1681                  * eliminates "false sharing".
1682                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1683                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1684                  */
1685                 if (!sizes->cs_cachep) {
1686                         sizes->cs_cachep = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
1687                         sizes->cs_cachep->name = names->name;
1688                         sizes->cs_cachep->size = sizes->cs_size;
1689                         sizes->cs_cachep->object_size = sizes->cs_size;
1690                         sizes->cs_cachep->align = ARCH_KMALLOC_MINALIGN;
1691                         __kmem_cache_create(sizes->cs_cachep, ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC);
1692                         list_add(&sizes->cs_cachep->list, &slab_caches);
1693                 }
1694 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1695                 sizes->cs_dmacachep = kmem_cache_zalloc(kmem_cache, GFP_NOWAIT);
1696                 sizes->cs_dmacachep->name = names->name_dma;
1697                 sizes->cs_dmacachep->size = sizes->cs_size;
1698                 sizes->cs_dmacachep->object_size = sizes->cs_size;
1699                 sizes->cs_dmacachep->align = ARCH_KMALLOC_MINALIGN;
1700                 __kmem_cache_create(sizes->cs_dmacachep,
1701                                ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA| SLAB_PANIC);
1702                 list_add(&sizes->cs_dmacachep->list, &slab_caches);
1703 #endif
1704                 sizes++;
1705                 names++;
1706         }
1707         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1708         {
1709                 struct array_cache *ptr;
1710
1711                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1712
1713                 BUG_ON(cpu_cache_get(kmem_cache) != &initarray_cache.cache);
1714                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmem_cache),
1715                        sizeof(struct arraycache_init));
1716                 /*
1717                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1718                  */
1719                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1720
1721                 kmem_cache->array[smp_processor_id()] = ptr;
1722
1723                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1724
1725                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1726                        != &initarray_generic.cache);
1727                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1728                        sizeof(struct arraycache_init));
1729                 /*
1730                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1731                  */
1732                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1733
1734                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1735                     ptr;
1736         }
1737         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1738         {
1739                 int nid;
1740
1741                 for_each_online_node(nid) {
1742                         init_list(kmem_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1743
1744                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1745                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1746
1747                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1748                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1749                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1750                         }
1751                 }
1752         }
1753
1754         slab_state = UP;
1755 }
1756
1757 void __init kmem_cache_init_late(void)
1758 {
1759         struct kmem_cache *cachep;
1760
1761         slab_state = UP;
1762
1763         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1764         mutex_lock(&slab_mutex);
1765         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1766                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1767                         BUG();
1768         mutex_unlock(&slab_mutex);
1769
1770         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1771         init_lock_keys();
1772
1773         /* Done! */
1774         slab_state = FULL;
1775
1776         /*
1777          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1778          * cpu_cache_get for all new cpus
1779          */
1780         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1781
1782 #ifdef CONFIG_NUMA
1783         /*
1784          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1785          * nodelists.
1786          */
1787         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1788 #endif
1789
1790         /*
1791          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1792          * of the kernel is not yet operational.
1793          */
1794 }
1795
1796 static int __init cpucache_init(void)
1797 {
1798         int cpu;
1799
1800         /*
1801          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1802          */
1803         for_each_online_cpu(cpu)
1804                 start_cpu_timer(cpu);
1805
1806         /* Done! */
1807         slab_state = FULL;
1808         return 0;
1809 }
1810 __initcall(cpucache_init);
1811
1812 static noinline void
1813 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1814 {
1815         struct kmem_list3 *l3;
1816         struct slab *slabp;
1817         unsigned long flags;
1818         int node;
1819
1820         printk(KERN_WARNING
1821                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1822                 nodeid, gfpflags);
1823         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1824                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1825
1826         for_each_online_node(node) {
1827                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1828                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1829
1830                 l3 = cachep->nodelists[node];
1831                 if (!l3)
1832                         continue;
1833
1834                 spin_lock_irqsave(&l3->list_lock, flags);
1835                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
1836                         active_objs += cachep->num;
1837                         active_slabs++;
1838                 }
1839                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
1840                         active_objs += slabp->inuse;
1841                         active_slabs++;
1842                 }
1843                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list)
1844                         num_slabs++;
1845
1846                 free_objects += l3->free_objects;
1847                 spin_unlock_irqrestore(&l3->list_lock, flags);
1848
1849                 num_slabs += active_slabs;
1850                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1851                 printk(KERN_WARNING
1852                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1853                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1854                         free_objects);
1855         }
1856 }
1857
1858 /*
1859  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1860  *
1861  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1862  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1863  * would be relatively rare and ignorable.
1864  */
1865 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1866 {
1867         struct page *page;
1868         int nr_pages;
1869         int i;
1870
1871 #ifndef CONFIG_MMU
1872         /*
1873          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1874          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1875          */
1876         flags |= __GFP_COMP;
1877 #endif
1878
1879         flags |= cachep->allocflags;
1880         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1881                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1882
1883         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1884         if (!page) {
1885                 if (!(flags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1886                         slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1887                 return NULL;
1888         }
1889
1890         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1891         if (unlikely(page->pfmemalloc))
1892                 pfmemalloc_active = true;
1893
1894         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1895         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1896                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1897                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1898         else
1899                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1900                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1901         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1902                 __SetPageSlab(page + i);
1903
1904                 if (page->pfmemalloc)
1905                         SetPageSlabPfmemalloc(page + i);
1906         }
1907
1908         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1909                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1910
1911                 if (cachep->ctor)
1912                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1913                 else
1914                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1915         }
1916
1917         return page_address(page);
1918 }
1919
1920 /*
1921  * Interface to system's page release.
1922  */
1923 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1924 {
1925         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1926         struct page *page = virt_to_page(addr);
1927         const unsigned long nr_freed = i;
1928
1929         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1930
1931         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1932                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1933                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1934         else
1935                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1936                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1937         while (i--) {
1938                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1939                 __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1940                 __ClearPageSlab(page);
1941                 page++;
1942         }
1943         if (current->reclaim_state)
1944                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1945         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1946 }
1947
1948 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1949 {
1950         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1951         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1952
1953         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1954         if (OFF_SLAB(cachep))
1955                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1956 }
1957
1958 #if DEBUG
1959
1960 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1961 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1962                             unsigned long caller)
1963 {
1964         int size = cachep->object_size;
1965
1966         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1967
1968         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1969                 return;
1970
1971         *addr++ = 0x12345678;
1972         *addr++ = caller;
1973         *addr++ = smp_processor_id();
1974         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1975         {
1976                 unsigned long *sptr = &caller;
1977                 unsigned long svalue;
1978
1979                 while (!kstack_end(sptr)) {
1980                         svalue = *sptr++;
1981                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1982                                 *addr++ = svalue;
1983                                 size -= sizeof(unsigned long);
1984                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1985                                         break;
1986                         }
1987                 }
1988
1989         }
1990         *addr++ = 0x87654321;
1991 }
1992 #endif
1993
1994 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1995 {
1996         int size = cachep->object_size;
1997         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1998
1999         memset(addr, val, size);
2000         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
2001 }
2002
2003 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
2004 {
2005         int i;
2006         unsigned char error = 0;
2007         int bad_count = 0;
2008
2009         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
2010         for (i = 0; i < limit; i++) {
2011                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
2012                         error = data[offset + i];
2013                         bad_count++;
2014                 }
2015         }
2016         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
2017                         &data[offset], limit, 1);
2018
2019         if (bad_count == 1) {
2020                 error ^= POISON_FREE;
2021                 if (!(error & (error - 1))) {
2022                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
2023                                         "bad RAM.\n");
2024 #ifdef CONFIG_X86
2025                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
2026                                         "test tool.\n");
2027 #else
2028                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
2029 #endif
2030                 }
2031         }
2032 }
2033 #endif
2034
2035 #if DEBUG
2036
2037 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
2038 {
2039         int i, size;
2040         char *realobj;
2041
2042         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2043                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
2044                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
2045                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
2046         }
2047
2048         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2049                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
2050                         *dbg_userword(cachep, objp));
2051                 print_symbol("(%s)",
2052                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
2053                 printk("\n");
2054         }
2055         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2056         size = cachep->object_size;
2057         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
2058                 int limit;
2059                 limit = 16;
2060                 if (i + limit > size)
2061                         limit = size - i;
2062                 dump_line(realobj, i, limit);
2063         }
2064 }
2065
2066 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
2067 {
2068         char *realobj;
2069         int size, i;
2070         int lines = 0;
2071
2072         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2073         size = cachep->object_size;
2074
2075         for (i = 0; i < size; i++) {
2076                 char exp = POISON_FREE;
2077                 if (i == size - 1)
2078                         exp = POISON_END;
2079                 if (realobj[i] != exp) {
2080                         int limit;
2081                         /* Mismatch ! */
2082                         /* Print header */
2083                         if (lines == 0) {
2084                                 printk(KERN_ERR
2085                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
2086                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
2087                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
2088                         }
2089                         /* Hexdump the affected line */
2090                         i = (i / 16) * 16;
2091                         limit = 16;
2092                         if (i + limit > size)
2093                                 limit = size - i;
2094                         dump_line(realobj, i, limit);
2095                         i += 16;
2096                         lines++;
2097                         /* Limit to 5 lines */
2098                         if (lines > 5)
2099                                 break;
2100                 }
2101         }
2102         if (lines != 0) {
2103                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
2104                  * exist:
2105                  */
2106                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
2107                 unsigned int objnr;
2108
2109                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2110                 if (objnr) {
2111                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
2112                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2113                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
2114                                realobj, size);
2115                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
2116                 }
2117                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
2118                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
2119                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2120                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
2121                                realobj, size);
2122                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
2123                 }
2124         }
2125 }
2126 #endif
2127
2128 #if DEBUG
2129 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2130 {
2131         int i;
2132         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2133                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2134
2135                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2136 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2137                         if (cachep->size % PAGE_SIZE == 0 &&
2138                                         OFF_SLAB(cachep))
2139                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2140                                         cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
2141                         else
2142                                 check_poison_obj(cachep, objp);
2143 #else
2144                         check_poison_obj(cachep, objp);
2145 #endif
2146                 }
2147                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2148                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2149                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
2150                                            "was overwritten");
2151                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2152                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
2153                                            "was overwritten");
2154                 }
2155         }
2156 }
2157 #else
2158 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2159 {
2160 }
2161 #endif
2162
2163 /**
2164  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
2165  * @cachep: cache pointer being destroyed
2166  * @slabp: slab pointer being destroyed
2167  *
2168  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
2169  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
2170  * cache-lock is not held/needed.
2171  */
2172 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2173 {
2174         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
2175
2176         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
2177         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
2178                 struct slab_rcu *slab_rcu;
2179
2180                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
2181                 slab_rcu->cachep = cachep;
2182                 slab_rcu->addr = addr;
2183                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
2184         } else {
2185                 kmem_freepages(cachep, addr);
2186                 if (OFF_SLAB(cachep))
2187                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
2188         }
2189 }
2190
2191 /**
2192  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2193  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2194  * @size: size of objects to be created in this cache.
2195  * @align: required alignment for the objects.
2196  * @flags: slab allocation flags
2197  *
2198  * Also calculates the number of objects per slab.
2199  *
2200  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2201  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2202  * towards high-order requests, this should be changed.
2203  */
2204 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2205                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2206 {
2207         unsigned long offslab_limit;
2208         size_t left_over = 0;
2209         int gfporder;
2210
2211         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2212                 unsigned int num;
2213                 size_t remainder;
2214
2215                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2216                 if (!num)
2217                         continue;
2218
2219                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2220                         /*
2221                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2222                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2223                          * looping condition in cache_grow().
2224                          */
2225                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2226                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2227
2228                         if (num > offslab_limit)
2229                                 break;
2230                 }
2231
2232                 /* Found something acceptable - save it away */
2233                 cachep->num = num;
2234                 cachep->gfporder = gfporder;
2235                 left_over = remainder;
2236
2237                 /*
2238                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2239                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2240                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2241                  */
2242                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2243                         break;
2244
2245                 /*
2246                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2247                  * currently bad for the gfp()s.
2248                  */
2249                 if (gfporder >= slab_max_order)
2250                         break;
2251
2252                 /*
2253                  * Acceptable internal fragmentation?
2254                  */
2255                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2256                         break;
2257         }
2258         return left_over;
2259 }
2260
2261 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2262 {
2263         if (slab_state >= FULL)
2264                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2265
2266         if (slab_state == DOWN) {
2267                 /*
2268                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2269                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2270                  * further caches will BUG().
2271                  */
2272                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2273
2274                 /*
2275                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2276                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2277                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2278                  */
2279                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2280                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2281                         slab_state = PARTIAL_L3;
2282                 else
2283                         slab_state = PARTIAL_ARRAYCACHE;
2284         } else {
2285                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2286                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2287
2288                 if (slab_state == PARTIAL_ARRAYCACHE) {
2289                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2290                         slab_state = PARTIAL_L3;
2291                 } else {
2292                         int node;
2293                         for_each_online_node(node) {
2294                                 cachep->nodelists[node] =
2295                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2296                                                 gfp, node);
2297                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2298                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2299                         }
2300                 }
2301         }
2302         cachep->nodelists[numa_mem_id()]->next_reap =
2303                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2304                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2305
2306         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2307         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2308         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2309         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2310         cachep->batchcount = 1;
2311         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2312         return 0;
2313 }
2314
2315 /**
2316  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2317  * @cachep: cache management descriptor
2318  * @flags: SLAB flags
2319  *
2320  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2321  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2322  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2323  *
2324  * The flags are
2325  *
2326  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2327  * to catch references to uninitialised memory.
2328  *
2329  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2330  * for buffer overruns.
2331  *
2332  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2333  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2334  * as davem.
2335  */
2336 int
2337 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2338 {
2339         size_t left_over, slab_size, ralign;
2340         gfp_t gfp;
2341         int err;
2342         size_t size = cachep->size;
2343
2344 #if DEBUG
2345 #if FORCED_DEBUG
2346         /*
2347          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2348          * large objects, if the increased size would increase the object size
2349          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2350          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2351          */
2352         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2353                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2354                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2355         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2356                 flags |= SLAB_POISON;
2357 #endif
2358         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2359                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2360 #endif
2361
2362         /*
2363          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2364          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2365          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2366          */
2367         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2368                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2369                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2370         }
2371
2372         /* calculate the final buffer alignment: */
2373
2374         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2375         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2376                 /*
2377                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2378                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2379                  * one cacheline.
2380                  */
2381                 ralign = cache_line_size();
2382                 while (size <= ralign / 2)
2383                         ralign /= 2;
2384         } else {
2385                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2386         }
2387
2388         /*
2389          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2390          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2391          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2392          */
2393         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2394                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2395
2396         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2397                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2398                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2399                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2400                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2401                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2402         }
2403
2404         /* 2) arch mandated alignment */
2405         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2406                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2407         }
2408         /* 3) caller mandated alignment */
2409         if (ralign < cachep->align) {
2410                 ralign = cachep->align;
2411         }
2412         /* disable debug if necessary */
2413         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2414                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2415         /*
2416          * 4) Store it.
2417          */
2418         cachep->align = ralign;
2419
2420         if (slab_is_available())
2421                 gfp = GFP_KERNEL;
2422         else
2423                 gfp = GFP_NOWAIT;
2424
2425         cachep->nodelists = (struct kmem_list3 **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
2426 #if DEBUG
2427
2428         /*
2429          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2430          * into align above.
2431          */
2432         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2433                 /* add space for red zone words */
2434                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2435                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2436         }
2437         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2438                 /* user store requires one word storage behind the end of
2439                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2440                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2441                  */
2442                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2443                         size += REDZONE_ALIGN;
2444                 else
2445                         size += BYTES_PER_WORD;
2446         }
2447 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2448         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2449             && cachep->object_size > cache_line_size()
2450             && ALIGN(size, cachep->align) < PAGE_SIZE) {
2451                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, cachep->align);
2452                 size = PAGE_SIZE;
2453         }
2454 #endif
2455 #endif
2456
2457         /*
2458          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2459          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2460          * it too early on. Always use on-slab management when
2461          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2462          */
2463         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2464             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2465                 /*
2466                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2467                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2468                  */
2469                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2470
2471         size = ALIGN(size, cachep->align);
2472
2473         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, cachep->align, flags);
2474
2475         if (!cachep->num)
2476                 return -E2BIG;
2477
2478         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2479                           + sizeof(struct slab), cachep->align);
2480
2481         /*
2482          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2483          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2484          */
2485         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2486                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2487                 left_over -= slab_size;
2488         }
2489
2490         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2491                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2492                 slab_size =
2493                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2494
2495 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2496                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2497                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2498                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2499                  */
2500                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2501                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2502 #endif
2503         }
2504
2505         cachep->colour_off = cache_line_size();
2506         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2507         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2508                 cachep->colour_off = cachep->align;
2509         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2510         cachep->slab_size = slab_size;
2511         cachep->flags = flags;
2512         cachep->allocflags = 0;
2513         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2514                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2515         cachep->size = size;
2516         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2517
2518         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2519                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2520                 /*
2521                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2522                  * But since we go off slab only for object size greater than
2523                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2524                  * this should not happen at all.
2525                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2526                  */
2527                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2528         }
2529
2530         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2531         if (err) {
2532                 __kmem_cache_shutdown(cachep);
2533                 return err;
2534         }
2535
2536         if (flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS) {
2537                 /*
2538                  * Would deadlock through slab_destroy()->call_rcu()->
2539                  * debug_object_activate()->kmem_cache_alloc().
2540                  */
2541                 WARN_ON_ONCE(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU);
2542
2543                 slab_set_debugobj_lock_classes(cachep);
2544         }
2545
2546         return 0;
2547 }
2548
2549 #if DEBUG
2550 static void check_irq_off(void)
2551 {
2552         BUG_ON(!irqs_disabled());
2553 }
2554
2555 static void check_irq_on(void)
2556 {
2557         BUG_ON(irqs_disabled());
2558 }
2559
2560 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2561 {
2562 #ifdef CONFIG_SMP
2563         check_irq_off();
2564         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_mem_id()]->list_lock);
2565 #endif
2566 }
2567
2568 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2569 {
2570 #ifdef CONFIG_SMP
2571         check_irq_off();
2572         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2573 #endif
2574 }
2575
2576 #else
2577 #define check_irq_off() do { } while(0)
2578 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2579 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2580 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2581 #endif
2582
2583 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2584                         struct array_cache *ac,
2585                         int force, int node);
2586
2587 static void do_drain(void *arg)
2588 {
2589         struct kmem_cache *cachep = arg;
2590         struct array_cache *ac;
2591         int node = numa_mem_id();
2592
2593         check_irq_off();
2594         ac = cpu_cache_get(cachep);
2595         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2596         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2597         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2598         ac->avail = 0;
2599 }
2600
2601 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2602 {
2603         struct kmem_list3 *l3;
2604         int node;
2605
2606         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2607         check_irq_on();
2608         for_each_online_node(node) {
2609                 l3 = cachep->nodelists[node];
2610                 if (l3 && l3->alien)
2611                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2612         }
2613
2614         for_each_online_node(node) {
2615                 l3 = cachep->nodelists[node];
2616                 if (l3)
2617                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2618         }
2619 }
2620
2621 /*
2622  * Remove slabs from the list of free slabs.
2623  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2624  *
2625  * Returns the actual number of slabs released.
2626  */
2627 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2628                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2629 {
2630         struct list_head *p;
2631         int nr_freed;
2632         struct slab *slabp;
2633
2634         nr_freed = 0;
2635         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2636
2637                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2638                 p = l3->slabs_free.prev;
2639                 if (p == &l3->slabs_free) {
2640                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2641                         goto out;
2642                 }
2643
2644                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2645 #if DEBUG
2646                 BUG_ON(slabp->inuse);
2647 #endif
2648                 list_del(&slabp->list);
2649                 /*
2650                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2651                  * to the cache.
2652                  */
2653                 l3->free_objects -= cache->num;
2654                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2655                 slab_destroy(cache, slabp);
2656                 nr_freed++;
2657         }
2658 out:
2659         return nr_freed;
2660 }
2661
2662 /* Called with slab_mutex held to protect against cpu hotplug */
2663 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2664 {
2665         int ret = 0, i = 0;
2666         struct kmem_list3 *l3;
2667
2668         drain_cpu_caches(cachep);
2669
2670         check_irq_on();
2671         for_each_online_node(i) {
2672                 l3 = cachep->nodelists[i];
2673                 if (!l3)
2674                         continue;
2675
2676                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2677
2678                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2679                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2680         }
2681         return (ret ? 1 : 0);
2682 }
2683
2684 /**
2685  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2686  * @cachep: The cache to shrink.
2687  *
2688  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2689  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2690  */
2691 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2692 {
2693         int ret;
2694         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2695
2696         get_online_cpus();
2697         mutex_lock(&slab_mutex);
2698         ret = __cache_shrink(cachep);
2699         mutex_unlock(&slab_mutex);
2700         put_online_cpus();
2701         return ret;
2702 }
2703 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2704
2705 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2706 {
2707         int i;
2708         struct kmem_list3 *l3;
2709         int rc = __cache_shrink(cachep);
2710
2711         if (rc)
2712                 return rc;
2713
2714         for_each_online_cpu(i)
2715             kfree(cachep->array[i]);
2716
2717         /* NUMA: free the list3 structures */
2718         for_each_online_node(i) {
2719                 l3 = cachep->nodelists[i];
2720                 if (l3) {
2721                         kfree(l3->shared);
2722                         free_alien_cache(l3->alien);
2723                         kfree(l3);
2724                 }
2725         }
2726         return 0;
2727 }
2728
2729 /*
2730  * Get the memory for a slab management obj.
2731  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2732  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2733  * come from the same cache which is getting created because,
2734  * when we are searching for an appropriate cache for these
2735  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2736  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2737  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2738  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2739  */
2740 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2741                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2742                                    int nodeid)
2743 {
2744         struct slab *slabp;
2745
2746         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2747                 /* Slab management obj is off-slab. */
2748                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2749                                               local_flags, nodeid);
2750                 /*
2751                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2752                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2753                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2754                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2755                  */
2756                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2757                                    local_flags);
2758                 if (!slabp)
2759                         return NULL;
2760         } else {
2761                 slabp = objp + colour_off;
2762                 colour_off += cachep->slab_size;
2763         }
2764         slabp->inuse = 0;
2765         slabp->colouroff = colour_off;
2766         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2767         slabp->nodeid = nodeid;
2768         slabp->free = 0;
2769         return slabp;
2770 }
2771
2772 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2773 {
2774         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2775 }
2776
2777 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2778                             struct slab *slabp)
2779 {
2780         int i;
2781
2782         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2783                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2784 #if DEBUG
2785                 /* need to poison the objs? */
2786                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2787                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2788                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2789                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2790
2791                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2792                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2793                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2794                 }
2795                 /*
2796                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2797                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2798                  * They must also be threaded.
2799                  */
2800                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2801                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2802
2803                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2804                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2805                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2806                                            " end of an object");
2807                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2808                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2809                                            " start of an object");
2810                 }
2811                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2812                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2813                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2814                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2815 #else
2816                 if (cachep->ctor)
2817                         cachep->ctor(objp);
2818 #endif
2819                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2820         }
2821         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2822 }
2823
2824 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2825 {
2826         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2827                 if (flags & GFP_DMA)
2828                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2829                 else
2830                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2831         }
2832 }
2833
2834 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2835                                 int nodeid)
2836 {
2837         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2838         kmem_bufctl_t next;
2839
2840         slabp->inuse++;
2841         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2842 #if DEBUG
2843         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2844         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2845 #endif
2846         slabp->free = next;
2847
2848         return objp;
2849 }
2850
2851 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2852                                 void *objp, int nodeid)
2853 {
2854         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2855
2856 #if DEBUG
2857         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2858         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2859
2860         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2861                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2862                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2863                 BUG();
2864         }
2865 #endif
2866         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2867         slabp->free = objnr;
2868         slabp->inuse--;
2869 }
2870
2871 /*
2872  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2873  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2874  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2875  */
2876 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2877                            void *addr)
2878 {
2879         int nr_pages;
2880         struct page *page;
2881
2882         page = virt_to_page(addr);
2883
2884         nr_pages = 1;
2885         if (likely(!PageCompound(page)))
2886                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2887
2888         do {
2889                 page->slab_cache = cache;
2890                 page->slab_page = slab;
2891                 page++;
2892         } while (--nr_pages);
2893 }
2894
2895 /*
2896  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2897  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2898  */
2899 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2900                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2901 {
2902         struct slab *slabp;
2903         size_t offset;
2904         gfp_t local_flags;
2905         struct kmem_list3 *l3;
2906
2907         /*
2908          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2909          * critical path in kmem_cache_alloc().
2910          */
2911         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2912         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2913
2914         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
2915         check_irq_off();
2916         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
2917         spin_lock(&l3->list_lock);
2918
2919         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2920         offset = l3->colour_next;
2921         l3->colour_next++;
2922         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
2923                 l3->colour_next = 0;
2924         spin_unlock(&l3->list_lock);
2925
2926         offset *= cachep->colour_off;
2927
2928         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2929                 local_irq_enable();
2930
2931         /*
2932          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2933          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2934          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2935          * will eventually be caught here (where it matters).
2936          */
2937         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2938
2939         /*
2940          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2941          * 'nodeid'.
2942          */
2943         if (!objp)
2944                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2945         if (!objp)
2946                 goto failed;
2947
2948         /* Get slab management. */
2949         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2950                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2951         if (!slabp)
2952                 goto opps1;
2953
2954         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2955
2956         cache_init_objs(cachep, slabp);
2957
2958         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2959                 local_irq_disable();
2960         check_irq_off();
2961         spin_lock(&l3->list_lock);
2962
2963         /* Make slab active. */
2964         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
2965         STATS_INC_GROWN(cachep);
2966         l3->free_objects += cachep->num;
2967         spin_unlock(&l3->list_lock);
2968         return 1;
2969 opps1:
2970         kmem_freepages(cachep, objp);
2971 failed:
2972         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2973                 local_irq_disable();
2974         return 0;
2975 }
2976
2977 #if DEBUG
2978
2979 /*
2980  * Perform extra freeing checks:
2981  * - detect bad pointers.
2982  * - POISON/RED_ZONE checking
2983  */
2984 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2985 {
2986         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2987                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2988                        (unsigned long)objp);
2989                 BUG();
2990         }
2991 }
2992
2993 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2994 {
2995         unsigned long long redzone1, redzone2;
2996
2997         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2998         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2999
3000         /*
3001          * Redzone is ok.
3002          */
3003         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
3004                 return;
3005
3006         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
3007                 slab_error(cache, "double free detected");
3008         else
3009                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
3010
3011         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
3012                         obj, redzone1, redzone2);
3013 }
3014
3015 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3016                                    unsigned long caller)
3017 {
3018         struct page *page;
3019         unsigned int objnr;
3020         struct slab *slabp;
3021
3022         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3023
3024         objp -= obj_offset(cachep);
3025         kfree_debugcheck(objp);
3026         page = virt_to_head_page(objp);
3027
3028         slabp = page->slab_page;
3029
3030         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3031                 verify_redzone_free(cachep, objp);
3032                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
3033                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
3034         }
3035         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3036                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3037
3038         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
3039
3040         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
3041         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
3042
3043 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3044         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
3045 #endif
3046         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3047 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3048                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
3049                         store_stackinfo(cachep, objp, caller);
3050                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3051                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
3052                 } else {
3053                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
3054                 }
3055 #else
3056                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
3057 #endif
3058         }
3059         return objp;
3060 }
3061
3062 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
3063 {
3064         kmem_bufctl_t i;
3065         int entries = 0;
3066
3067         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
3068         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
3069                 entries++;
3070                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
3071                         goto bad;
3072         }
3073         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
3074 bad:
3075                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
3076                         "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Tainted(%s). Hexdump:\n",
3077                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse,
3078                         print_tainted());
3079                 print_hex_dump(KERN_ERR, "", DUMP_PREFIX_OFFSET, 16, 1, slabp,
3080                         sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t),
3081                         1);
3082                 BUG();
3083         }
3084 }
3085 #else
3086 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
3087 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
3088 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
3089 #endif
3090
3091 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3092                                                         bool force_refill)
3093 {
3094         int batchcount;
3095         struct kmem_list3 *l3;
3096         struct array_cache *ac;
3097         int node;
3098
3099         check_irq_off();
3100         node = numa_mem_id();
3101         if (unlikely(force_refill))
3102                 goto force_grow;
3103 retry:
3104         ac = cpu_cache_get(cachep);
3105         batchcount = ac->batchcount;
3106         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
3107                 /*
3108                  * If there was little recent activity on this cache, then
3109                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
3110                  * refill bouncing.
3111                  */
3112                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
3113         }
3114         l3 = cachep->nodelists[node];
3115
3116         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
3117         spin_lock(&l3->list_lock);
3118
3119         /* See if we can refill from the shared array */
3120         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount)) {
3121                 l3->shared->touched = 1;
3122                 goto alloc_done;
3123         }
3124
3125         while (batchcount > 0) {
3126                 struct list_head *entry;
3127                 struct slab *slabp;
3128                 /* Get slab alloc is to come from. */
3129                 entry = l3->slabs_partial.next;
3130                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
3131                         l3->free_touched = 1;
3132                         entry = l3->slabs_free.next;
3133                         if (entry == &l3->slabs_free)
3134                                 goto must_grow;
3135                 }
3136
3137                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3138                 check_slabp(cachep, slabp);
3139                 check_spinlock_acquired(cachep);
3140
3141                 /*
3142                  * The slab was either on partial or free list so
3143                  * there must be at least one object available for
3144                  * allocation.
3145                  */
3146                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3147
3148                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3149                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3150                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3151                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3152
3153                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, slabp,
3154                                                                         node));
3155                 }
3156                 check_slabp(cachep, slabp);
3157
3158                 /* move slabp to correct slabp list: */
3159                 list_del(&slabp->list);
3160                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3161                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3162                 else
3163                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3164         }
3165
3166 must_grow:
3167         l3->free_objects -= ac->avail;
3168 alloc_done:
3169         spin_unlock(&l3->list_lock);
3170
3171         if (unlikely(!ac->avail)) {
3172                 int x;
3173 force_grow:
3174                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3175
3176                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3177                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3178                 node = numa_mem_id();
3179
3180                 /* no objects in sight? abort */
3181                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
3182                         return NULL;
3183
3184                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3185                         goto retry;
3186         }
3187         ac->touched = 1;
3188
3189         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
3190 }
3191
3192 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3193                                                 gfp_t flags)
3194 {
3195         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3196 #if DEBUG
3197         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3198 #endif
3199 }
3200
3201 #if DEBUG
3202 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3203                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
3204 {
3205         if (!objp)
3206                 return objp;
3207         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3208 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3209                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3210                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3211                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
3212                 else
3213                         check_poison_obj(cachep, objp);
3214 #else
3215                 check_poison_obj(cachep, objp);
3216 #endif
3217                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3218         }
3219         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3220                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3221
3222         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3223                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3224                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3225                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3226                                                 " object was overwritten");
3227                         printk(KERN_ERR
3228                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3229                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3230                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3231                 }
3232                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3233                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3234         }
3235 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3236         {
3237                 struct slab *slabp;
3238                 unsigned objnr;
3239
3240                 slabp = virt_to_head_page(objp)->slab_page;
3241                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->size;
3242                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3243         }
3244 #endif
3245         objp += obj_offset(cachep);
3246         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3247                 cachep->ctor(objp);
3248         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3249             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3250                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3251                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3252         }
3253         return objp;
3254 }
3255 #else
3256 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3257 #endif
3258
3259 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3260 {
3261         if (cachep == kmem_cache)
3262                 return false;
3263
3264         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
3265 }
3266
3267 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3268 {
3269         void *objp;
3270         struct array_cache *ac;
3271         bool force_refill = false;
3272
3273         check_irq_off();
3274
3275         ac = cpu_cache_get(cachep);
3276         if (likely(ac->avail)) {
3277                 ac->touched = 1;
3278                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
3279
3280                 /*
3281                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
3282                  * by the current flags
3283                  */
3284                 if (objp) {
3285                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3286                         goto out;
3287                 }
3288                 force_refill = true;
3289         }
3290
3291         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3292         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
3293         /*
3294          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3295          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3296          */
3297         ac = cpu_cache_get(cachep);
3298
3299 out:
3300         /*
3301          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3302          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3303          * treat the array pointers as a reference to the object.
3304          */
3305         if (objp)
3306                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3307         return objp;
3308 }
3309
3310 #ifdef CONFIG_NUMA
3311 /*
3312  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3313  *
3314  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3315  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3316  */
3317 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3318 {
3319         int nid_alloc, nid_here;
3320
3321         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3322                 return NULL;
3323         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3324         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3325                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3326         else if (current->mempolicy)
3327                 nid_alloc = slab_node();
3328         if (nid_alloc != nid_here)
3329                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3330         return NULL;
3331 }
3332
3333 /*
3334  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3335  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3336  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3337  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3338  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3339  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3340  */
3341 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3342 {
3343         struct zonelist *zonelist;
3344         gfp_t local_flags;
3345         struct zoneref *z;
3346         struct zone *zone;
3347         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3348         void *obj = NULL;
3349         int nid;
3350         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3351
3352         if (flags & __GFP_THISNODE)
3353                 return NULL;
3354
3355         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3356
3357 retry_cpuset:
3358         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
3359         zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
3360
3361 retry:
3362         /*
3363          * Look through allowed nodes for objects available
3364          * from existing per node queues.
3365          */
3366         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3367                 nid = zone_to_nid(zone);
3368
3369                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3370                         cache->nodelists[nid] &&
3371                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3372                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3373                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3374                                 if (obj)
3375                                         break;
3376                 }
3377         }
3378
3379         if (!obj) {
3380                 /*
3381                  * This allocation will be performed within the constraints
3382                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3383                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3384                  * set and go into memory reserves if necessary.
3385                  */
3386                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3387                         local_irq_enable();
3388                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3389                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3390                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3391                         local_irq_disable();
3392                 if (obj) {
3393                         /*
3394                          * Insert into the appropriate per node queues
3395                          */
3396                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3397                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3398                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3399                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3400                                 if (!obj)
3401                                         /*
3402                                          * Another processor may allocate the
3403                                          * objects in the slab since we are
3404                                          * not holding any locks.
3405                                          */
3406                                         goto retry;
3407                         } else {
3408                                 /* cache_grow already freed obj */
3409                                 obj = NULL;
3410                         }
3411                 }
3412         }
3413
3414         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !obj))
3415                 goto retry_cpuset;
3416         return obj;
3417 }
3418
3419 /*
3420  * A interface to enable slab creation on nodeid
3421  */
3422 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3423                                 int nodeid)
3424 {
3425         struct list_head *entry;
3426         struct slab *slabp;
3427         struct kmem_list3 *l3;
3428         void *obj;
3429         int x;
3430
3431         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3432         BUG_ON(!l3);
3433
3434 retry:
3435         check_irq_off();
3436         spin_lock(&l3->list_lock);
3437         entry = l3->slabs_partial.next;
3438         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3439                 l3->free_touched = 1;
3440                 entry = l3->slabs_free.next;
3441                 if (entry == &l3->slabs_free)
3442                         goto must_grow;
3443         }
3444
3445         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3446         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3447         check_slabp(cachep, slabp);
3448
3449         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3450         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3451         STATS_SET_HIGH(cachep);
3452
3453         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3454
3455         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3456         check_slabp(cachep, slabp);
3457         l3->free_objects--;
3458         /* move slabp to correct slabp list: */
3459         list_del(&slabp->list);
3460
3461         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3462                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3463         else
3464                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3465
3466         spin_unlock(&l3->list_lock);
3467         goto done;
3468
3469 must_grow:
3470         spin_unlock(&l3->list_lock);
3471         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3472         if (x)
3473                 goto retry;
3474
3475         return fallback_alloc(cachep, flags);
3476
3477 done:
3478         return obj;
3479 }
3480
3481 /**
3482  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3483  * @cachep: The cache to allocate from.
3484  * @flags: See kmalloc().
3485  * @nodeid: node number of the target node.
3486  * @caller: return address of caller, used for debug information
3487  *
3488  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3489  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3490  *
3491  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3492  */
3493 static __always_inline void *
3494 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3495                    unsigned long caller)
3496 {
3497         unsigned long save_flags;
3498         void *ptr;
3499         int slab_node = numa_mem_id();
3500
3501         flags &= gfp_allowed_mask;
3502
3503         lockdep_trace_alloc(flags);
3504
3505         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3506                 return NULL;
3507
3508         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3509         local_irq_save(save_flags);
3510
3511         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3512                 nodeid = slab_node;
3513
3514         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3515                 /* Node not bootstrapped yet */
3516                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3517                 goto out;
3518         }
3519
3520         if (nodeid == slab_node) {
3521                 /*
3522                  * Use the locally cached objects if possible.
3523                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3524                  * to other nodes. It may fail while we still have
3525                  * objects on other nodes available.
3526                  */
3527                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3528                 if (ptr)
3529                         goto out;
3530         }
3531         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3532         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3533   out:
3534         local_irq_restore(save_flags);
3535         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3536         kmemleak_alloc_recursive(ptr, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3537                                  flags);
3538
3539         if (likely(ptr))
3540                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, cachep->object_size);
3541
3542         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3543                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3544
3545         return ptr;
3546 }
3547
3548 static __always_inline void *
3549 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3550 {
3551         void *objp;
3552
3553         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3554                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3555                 if (objp)
3556                         goto out;
3557         }
3558         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3559
3560         /*
3561          * We may just have run out of memory on the local node.
3562          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3563          */
3564         if (!objp)
3565                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3566
3567   out:
3568         return objp;
3569 }
3570 #else
3571
3572 static __always_inline void *
3573 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3574 {
3575         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3576 }
3577
3578 #endif /* CONFIG_NUMA */
3579
3580 static __always_inline void *
3581 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3582 {
3583         unsigned long save_flags;
3584         void *objp;
3585
3586         flags &= gfp_allowed_mask;
3587
3588         lockdep_trace_alloc(flags);
3589
3590         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3591                 return NULL;
3592
3593         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3594         local_irq_save(save_flags);
3595         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3596         local_irq_restore(save_flags);
3597         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3598         kmemleak_alloc_recursive(objp, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3599                                  flags);
3600         prefetchw(objp);
3601
3602         if (likely(objp))
3603                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, cachep->object_size);
3604
3605         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3606                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3607
3608         return objp;
3609 }
3610
3611 /*
3612  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3613  */
3614 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3615                        int node)
3616 {
3617         int i;
3618         struct kmem_list3 *l3;
3619
3620         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3621                 void *objp;
3622                 struct slab *slabp;
3623
3624                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3625                 objp = objpp[i];
3626
3627                 slabp = virt_to_slab(objp);
3628                 l3 = cachep->nodelists[node];
3629                 list_del(&slabp->list);
3630                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3631                 check_slabp(cachep, slabp);
3632                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3633                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3634                 l3->free_objects++;
3635                 check_slabp(cachep, slabp);
3636
3637                 /* fixup slab chains */
3638                 if (slabp->inuse == 0) {
3639                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3640                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3641                                 /* No need to drop any previously held
3642                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3643                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3644                                  * a different cache, refer to comments before
3645                                  * alloc_slabmgmt.
3646                                  */
3647                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3648                         } else {
3649                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3650                         }
3651                 } else {
3652                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3653                          * partial list on free - maximum time for the
3654                          * other objects to be freed, too.
3655                          */
3656                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3657                 }
3658         }
3659 }
3660
3661 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3662 {
3663         int batchcount;
3664         struct kmem_list3 *l3;
3665         int node = numa_mem_id();
3666
3667         batchcount = ac->batchcount;
3668 #if DEBUG
3669         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3670 #endif
3671         check_irq_off();
3672         l3 = cachep->nodelists[node];
3673         spin_lock(&l3->list_lock);
3674         if (l3->shared) {
3675                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3676                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3677                 if (max) {
3678                         if (batchcount > max)
3679                                 batchcount = max;
3680                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3681                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3682                         shared_array->avail += batchcount;
3683                         goto free_done;
3684                 }
3685         }
3686
3687         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3688 free_done:
3689 #if STATS
3690         {
3691                 int i = 0;
3692                 struct list_head *p;
3693
3694                 p = l3->slabs_free.next;
3695                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3696                         struct slab *slabp;
3697
3698                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3699                         BUG_ON(slabp->inuse);
3700
3701                         i++;
3702                         p = p->next;
3703                 }
3704                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3705         }
3706 #endif
3707         spin_unlock(&l3->list_lock);
3708         ac->avail -= batchcount;
3709         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3710 }
3711
3712 /*
3713  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3714  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3715  */
3716 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3717                                 unsigned long caller)
3718 {
3719         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3720
3721         check_irq_off();
3722         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3723         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3724
3725         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3726
3727         /*
3728          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3729          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3730          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3731          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3732          * the cache.
3733          */
3734         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3735                 return;
3736
3737         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3738                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3739         } else {
3740                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3741                 cache_flusharray(cachep, ac);
3742         }
3743
3744         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3745 }
3746
3747 /**
3748  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3749  * @cachep: The cache to allocate from.
3750  * @flags: See kmalloc().
3751  *
3752  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3753  * if the cache has no available objects.
3754  */
3755 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3756 {
3757         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3758
3759         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3760                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3761
3762         return ret;
3763 }
3764 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3765
3766 #ifdef CONFIG_TRACING
3767 void *
3768 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3769 {
3770         void *ret;
3771
3772         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3773
3774         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3775                       size, cachep->size, flags);
3776         return ret;
3777 }
3778 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3779 #endif
3780
3781 #ifdef CONFIG_NUMA
3782 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3783 {
3784         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3785
3786         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3787                                     cachep->object_size, cachep->size,
3788                                     flags, nodeid);
3789
3790         return ret;
3791 }
3792 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3793
3794 #ifdef CONFIG_TRACING
3795 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3796                                   gfp_t flags,
3797                                   int nodeid,
3798                                   size_t size)
3799 {
3800         void *ret;
3801
3802         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3803
3804         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3805                            size, cachep->size,
3806                            flags, nodeid);
3807         return ret;
3808 }
3809 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3810 #endif
3811
3812 static __always_inline void *
3813 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3814 {
3815         struct kmem_cache *cachep;
3816
3817         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3818         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3819                 return cachep;
3820         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3821 }
3822
3823 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3824 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3825 {
3826         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3827 }
3828 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3829
3830 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3831                 int node, unsigned long caller)
3832 {
3833         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3834 }
3835 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3836 #else
3837 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3838 {
3839         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, 0);
3840 }
3841 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3842 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3843 #endif /* CONFIG_NUMA */
3844
3845 /**
3846  * __do_kmalloc - allocate memory
3847  * @size: how many bytes of memory are required.
3848  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3849  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3850  */
3851 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3852                                           unsigned long caller)
3853 {
3854         struct kmem_cache *cachep;
3855         void *ret;
3856
3857         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3858          * __ with kmem_.
3859          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3860          * functions.
3861          */
3862         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3863         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3864                 return cachep;
3865         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3866
3867         trace_kmalloc(caller, ret,
3868                       size, cachep->size, flags);
3869
3870         return ret;
3871 }
3872
3873
3874 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3875 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3876 {
3877         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3878 }
3879 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3880
3881 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3882 {
3883         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3884 }
3885 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3886
3887 #else
3888 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3889 {
3890         return __do_kmalloc(size, flags, 0);
3891 }
3892 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3893 #endif
3894
3895 /**
3896  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3897  * @cachep: The cache the allocation was from.
3898  * @objp: The previously allocated object.
3899  *
3900  * Free an object which was previously allocated from this
3901  * cache.
3902  */
3903 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3904 {
3905         unsigned long flags;
3906
3907         local_irq_save(flags);
3908         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3909         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3910                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3911         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3912         local_irq_restore(flags);
3913
3914         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3915 }
3916 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3917
3918 /**
3919  * kfree - free previously allocated memory
3920  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3921  *
3922  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3923  *
3924  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3925  * or you will run into trouble.
3926  */
3927 void kfree(const void *objp)
3928 {
3929         struct kmem_cache *c;
3930         unsigned long flags;
3931
3932         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3933
3934         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3935                 return;
3936         local_irq_save(flags);
3937         kfree_debugcheck(objp);
3938         c = virt_to_cache(objp);
3939         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3940
3941         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3942         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3943         local_irq_restore(flags);
3944 }
3945 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3946
3947 /*
3948  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
3949  */
3950 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3951 {
3952         int node;
3953         struct kmem_list3 *l3;
3954         struct array_cache *new_shared;
3955         struct array_cache **new_alien = NULL;
3956
3957         for_each_online_node(node) {
3958
3959                 if (use_alien_caches) {
3960                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3961                         if (!new_alien)
3962                                 goto fail;
3963                 }
3964
3965                 new_shared = NULL;
3966                 if (cachep->shared) {
3967                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3968                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3969                                         0xbaadf00d, gfp);
3970                         if (!new_shared) {
3971                                 free_alien_cache(new_alien);
3972                                 goto fail;
3973                         }
3974                 }
3975
3976                 l3 = cachep->nodelists[node];
3977                 if (l3) {
3978                         struct array_cache *shared = l3->shared;
3979
3980                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
3981
3982                         if (shared)
3983                                 free_block(cachep, shared->entry,
3984                                                 shared->avail, node);
3985
3986                         l3->shared = new_shared;
3987                         if (!l3->alien) {
3988                                 l3->alien = new_alien;
3989                                 new_alien = NULL;
3990                         }
3991                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3992                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3993                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
3994                         kfree(shared);
3995                         free_alien_cache(new_alien);
3996                         continue;
3997                 }
3998                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), gfp, node);
3999                 if (!l3) {
4000                         free_alien_cache(new_alien);
4001                         kfree(new_shared);
4002                         goto fail;
4003                 }
4004
4005                 kmem_list3_init(l3);
4006                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
4007                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
4008                 l3->shared = new_shared;
4009                 l3->alien = new_alien;
4010                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
4011                                         cachep->batchcount + cachep->num;
4012                 cachep->nodelists[node] = l3;
4013         }
4014         return 0;
4015
4016 fail:
4017         if (!cachep->list.next) {
4018                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
4019                 node--;
4020                 while (node >= 0) {
4021                         if (cachep->nodelists[node]) {
4022                                 l3 = cachep->nodelists[node];
4023
4024                                 kfree(l3->shared);
4025                                 free_alien_cache(l3->alien);
4026                                 kfree(l3);
4027                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
4028                         }
4029                         node--;
4030                 }
4031         }
4032         return -ENOMEM;
4033 }
4034
4035 struct ccupdate_struct {
4036         struct kmem_cache *cachep;
4037         struct array_cache *new[0];
4038 };
4039
4040 static void do_ccupdate_local(void *info)
4041 {
4042         struct ccupdate_struct *new = info;
4043         struct array_cache *old;
4044
4045         check_irq_off();
4046         old = cpu_cache_get(new->cachep);
4047
4048         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
4049         new->new[smp_processor_id()] = old;
4050 }
4051
4052 /* Always called with the slab_mutex held */
4053 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
4054                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
4055 {
4056         struct ccupdate_struct *new;
4057         int i;
4058
4059         new = kzalloc(sizeof(*new) + nr_cpu_ids * sizeof(struct array_cache *),
4060                       gfp);
4061         if (!new)
4062                 return -ENOMEM;
4063
4064         for_each_online_cpu(i) {
4065                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
4066                                                 batchcount, gfp);
4067                 if (!new->new[i]) {
4068                         for (i--; i >= 0; i--)
4069                                 kfree(new->new[i]);
4070                         kfree(new);
4071                         return -ENOMEM;
4072                 }
4073         }
4074         new->cachep = cachep;
4075
4076         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
4077
4078         check_irq_on();
4079         cachep->batchcount = batchcount;
4080         cachep->limit = limit;
4081         cachep->shared = shared;
4082
4083         for_each_online_cpu(i) {
4084                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
4085                 if (!ccold)
4086                         continue;
4087                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
4088                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_mem(i));
4089                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
4090                 kfree(ccold);
4091         }
4092         kfree(new);
4093         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
4094 }
4095
4096 /* Called with slab_mutex held always */
4097 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
4098 {
4099         int err;
4100         int limit, shared;
4101
4102         /*
4103          * The head array serves three purposes:
4104          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
4105          * - reduce the number of spinlock operations.
4106          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4107          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4108          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4109          * Bonwick.
4110          */
4111         if (cachep->size > 131072)
4112                 limit = 1;
4113         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
4114                 limit = 8;
4115         else if (cachep->size > 1024)
4116                 limit = 24;
4117         else if (cachep->size > 256)
4118                 limit = 54;
4119         else
4120                 limit = 120;
4121
4122         /*
4123          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4124          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4125          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4126          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4127          * replaces Bonwick's magazine layer.
4128          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4129          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4130          */
4131         shared = 0;
4132         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4133                 shared = 8;
4134
4135 #if DEBUG
4136         /*
4137          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4138          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4139          */
4140         if (limit > 32)
4141                 limit = 32;
4142 #endif
4143         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared, gfp);
4144         if (err)
4145                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4146                        cachep->name, -err);
4147         return err;
4148 }
4149
4150 /*
4151  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4152  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4153  * if drain_array() is used on the shared array.
4154  */
4155 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4156                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4157 {
4158         int tofree;
4159
4160         if (!ac || !ac->avail)
4161                 return;
4162         if (ac->touched && !force) {
4163                 ac->touched = 0;
4164         } else {
4165                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4166                 if (ac->avail) {
4167                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4168                         if (tofree > ac->avail)
4169                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4170                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4171                         ac->avail -= tofree;
4172                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4173                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4174                 }
4175                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4176         }
4177 }
4178
4179 /**
4180  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4181  * @w: work descriptor
4182  *
4183  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4184  * Purpose:
4185  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4186  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4187  *
4188  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4189  * again on the next iteration.
4190  */
4191 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4192 {
4193         struct kmem_cache *searchp;
4194         struct kmem_list3 *l3;
4195         int node = numa_mem_id();
4196         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4197
4198         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
4199                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4200                 goto out;
4201
4202         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
4203                 check_irq_on();
4204
4205                 /*
4206                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4207                  * have established with reasonable certainty that
4208                  * we can do some work if the lock was obtained.
4209                  */
4210                 l3 = searchp->nodelists[node];
4211
4212                 reap_alien(searchp, l3);
4213
4214                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4215
4216                 /*
4217                  * These are racy checks but it does not matter
4218                  * if we skip one check or scan twice.
4219                  */
4220                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4221                         goto next;
4222
4223                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4224
4225                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4226
4227                 if (l3->free_touched)
4228                         l3->free_touched = 0;
4229                 else {
4230                         int freed;
4231
4232                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4233                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4234                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4235                 }
4236 next:
4237                 cond_resched();
4238         }
4239         check_irq_on();
4240         mutex_unlock(&slab_mutex);
4241         next_reap_node();
4242 out:
4243         /* Set up the next iteration */
4244         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4245 }
4246
4247 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4248 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4249 {
4250         struct slab *slabp;
4251         unsigned long active_objs;
4252         unsigned long num_objs;
4253         unsigned long active_slabs = 0;
4254         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4255         const char *name;
4256         char *error = NULL;
4257         int node;
4258         struct kmem_list3 *l3;
4259
4260         active_objs = 0;
4261         num_slabs = 0;
4262         for_each_online_node(node) {
4263                 l3 = cachep->nodelists[node];
4264                 if (!l3)
4265                         continue;
4266
4267                 check_irq_on();
4268                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4269
4270                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4271                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4272                                 error = "slabs_full accounting error";
4273                         active_objs += cachep->num;
4274                         active_slabs++;
4275                 }
4276                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4277                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4278                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4279                         if (!slabp->inuse && !error)
4280                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4281                         active_objs += slabp->inuse;
4282                         active_slabs++;
4283                 }
4284                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4285                         if (slabp->inuse && !error)
4286                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4287                         num_slabs++;
4288                 }
4289                 free_objects += l3->free_objects;
4290                 if (l3->shared)
4291                         shared_avail += l3->shared->avail;
4292
4293                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4294         }
4295         num_slabs += active_slabs;
4296         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4297         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4298                 error = "free_objects accounting error";
4299
4300         name = cachep->name;
4301         if (error)
4302                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4303
4304         sinfo->active_objs = active_objs;
4305         sinfo->num_objs = num_objs;
4306         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4307         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4308         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4309         sinfo->limit = cachep->limit;
4310         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4311         sinfo->shared = cachep->shared;
4312         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4313         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4314 }
4315
4316 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4317 {
4318 #if STATS
4319         {                       /* list3 stats */
4320                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4321                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4322                 unsigned long grown = cachep->grown;
4323                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4324                 unsigned long errors = cachep->errors;
4325                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4326                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4327                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4328                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4329
4330                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4331                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4332                            allocs, high, grown,
4333                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4334                            node_frees, overflows);
4335         }
4336         /* cpu stats */
4337         {
4338                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4339                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4340                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4341                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4342
4343                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4344                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4345         }
4346 #endif
4347 }
4348
4349 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4350 /**
4351  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4352  * @file: unused
4353  * @buffer: user buffer
4354  * @count: data length
4355  * @ppos: unused
4356  */
4357 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4358                        size_t count, loff_t *ppos)
4359 {
4360         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4361         int limit, batchcount, shared, res;
4362         struct kmem_cache *cachep;
4363
4364         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4365                 return -EINVAL;
4366         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4367                 return -EFAULT;
4368         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4369
4370         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4371         if (!tmp)
4372                 return -EINVAL;
4373         *tmp = '\0';
4374         tmp++;
4375         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4376                 return -EINVAL;
4377
4378         /* Find the cache in the chain of caches. */
4379         mutex_lock(&slab_mutex);
4380         res = -EINVAL;
4381         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4382                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4383                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4384                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4385                                 res = 0;
4386                         } else {
4387                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4388                                                        batchcount, shared,
4389                                                        GFP_KERNEL);
4390                         }
4391                         break;
4392                 }
4393         }
4394         mutex_unlock(&slab_mutex);
4395         if (res >= 0)
4396                 res = count;
4397         return res;
4398 }
4399
4400 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4401
4402 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4403 {
4404         mutex_lock(&slab_mutex);
4405         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4406 }
4407
4408 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4409 {
4410         unsigned long *p;
4411         int l;
4412         if (!v)
4413                 return 1;
4414         l = n[1];
4415         p = n + 2;
4416         while (l) {
4417                 int i = l/2;
4418                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4419                 if (*q == v) {
4420                         q[1]++;
4421                         return 1;
4422                 }
4423                 if (*q > v) {
4424                         l = i;
4425                 } else {
4426                         p = q + 2;
4427                         l -= i + 1;
4428                 }
4429         }
4430         if (++n[1] == n[0])
4431                 return 0;
4432         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4433         p[0] = v;
4434         p[1] = 1;
4435         return 1;
4436 }
4437
4438 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4439 {
4440         void *p;
4441         int i;
4442         if (n[0] == n[1])
4443                 return;
4444         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4445                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4446                         continue;
4447                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4448                         return;
4449         }
4450 }
4451
4452 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4453 {
4454 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4455         unsigned long offset, size;
4456         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4457
4458         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4459                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4460                 if (modname[0])
4461                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4462                 return;
4463         }
4464 #endif
4465         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4466 }
4467
4468 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4469 {
4470         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4471         struct slab *slabp;
4472         struct kmem_list3 *l3;
4473         const char *name;
4474         unsigned long *n = m->private;
4475         int node;
4476         int i;
4477
4478         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4479                 return 0;
4480         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4481                 return 0;
4482
4483         /* OK, we can do it */
4484
4485         n[1] = 0;
4486
4487         for_each_online_node(node) {
4488                 l3 = cachep->nodelists[node];
4489                 if (!l3)
4490                         continue;
4491
4492                 check_irq_on();
4493                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4494
4495                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4496                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4497                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4498                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4499                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4500         }
4501         name = cachep->name;
4502         if (n[0] == n[1]) {
4503                 /* Increase the buffer size */
4504                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4505                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4506                 if (!m->private) {
4507                         /* Too bad, we are really out */
4508                         m->private = n;
4509                         mutex_lock(&slab_mutex);
4510                         return -ENOMEM;
4511                 }
4512                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4513                 kfree(n);
4514                 mutex_lock(&slab_mutex);
4515                 /* Now make sure this entry will be retried */
4516                 m->count = m->size;
4517                 return 0;
4518         }
4519         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4520                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4521                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4522                 seq_putc(m, '\n');
4523         }
4524
4525         return 0;
4526 }
4527
4528 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4529 {
4530         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4531 }
4532
4533 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4534 {
4535         mutex_unlock(&slab_mutex);
4536 }
4537
4538 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4539         .start = leaks_start,
4540         .next = s_next,
4541         .stop = s_stop,
4542         .show = leaks_show,
4543 };
4544
4545 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4546 {
4547         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4548         int ret = -ENOMEM;
4549         if (n) {
4550                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4551                 if (!ret) {
4552                         struct seq_file *m = file->private_data;
4553                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4554                         m->private = n;
4555                         n = NULL;
4556                 }
4557                 kfree(n);
4558         }
4559         return ret;
4560 }
4561
4562 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4563         .open           = slabstats_open,
4564         .read           = seq_read,
4565         .llseek         = seq_lseek,
4566         .release        = seq_release_private,
4567 };
4568 #endif
4569
4570 static int __init slab_proc_init(void)
4571 {
4572 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4573         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4574 #endif
4575         return 0;
4576 }
4577 module_init(slab_proc_init);
4578 #endif
4579
4580 /**
4581  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4582  * @objp: Pointer to the object
4583  *
4584  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4585  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4586  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4587  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4588  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4589  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4590  * must not be freed during the duration of the call.
4591  */
4592 size_t ksize(const void *objp)
4593 {
4594         BUG_ON(!objp);
4595         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4596                 return 0;
4597
4598         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4599 }
4600 EXPORT_SYMBOL(ksize);