slab: use well-defined macro, virt_to_slab()
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'slab_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/uaccess.h>
108 #include        <linux/nodemask.h>
109 #include        <linux/kmemleak.h>
110 #include        <linux/mempolicy.h>
111 #include        <linux/mutex.h>
112 #include        <linux/fault-inject.h>
113 #include        <linux/rtmutex.h>
114 #include        <linux/reciprocal_div.h>
115 #include        <linux/debugobjects.h>
116 #include        <linux/kmemcheck.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118 #include        <linux/prefetch.h>
119
120 #include        <net/sock.h>
121
122 #include        <asm/cacheflush.h>
123 #include        <asm/tlbflush.h>
124 #include        <asm/page.h>
125
126 #include <trace/events/kmem.h>
127
128 #include        "internal.h"
129
130 #include        "slab.h"
131
132 /*
133  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
134  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
135  *
136  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
137  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
138  *
139  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
140  */
141
142 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
143 #define DEBUG           1
144 #define STATS           1
145 #define FORCED_DEBUG    1
146 #else
147 #define DEBUG           0
148 #define STATS           0
149 #define FORCED_DEBUG    0
150 #endif
151
152 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
153 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
154 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
155
156 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
157 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
158 #endif
159
160 /*
161  * true if a page was allocated from pfmemalloc reserves for network-based
162  * swap
163  */
164 static bool pfmemalloc_active __read_mostly;
165
166 /*
167  * kmem_bufctl_t:
168  *
169  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
170  * linked offsets.
171  *
172  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
173  * slab an object belongs to.
174  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
175  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
176  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
177  * that does not use off-slab slabs.
178  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
179  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
180  * to have too many per slab.
181  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
182  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
183  */
184
185 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
186 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
187 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
188 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
189 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
190
191 /*
192  * struct slab
193  *
194  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
195  * for a slab, or allocated from an general cache.
196  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
197  */
198 struct slab {
199         struct {
200                 struct list_head list;
201                 void *s_mem;            /* including colour offset */
202                 unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
203                 kmem_bufctl_t free;
204         };
205 };
206
207 /*
208  * struct array_cache
209  *
210  * Purpose:
211  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
212  * - reduce the number of linked list operations
213  * - reduce spinlock operations
214  *
215  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
216  * footprint.
217  *
218  */
219 struct array_cache {
220         unsigned int avail;
221         unsigned int limit;
222         unsigned int batchcount;
223         unsigned int touched;
224         spinlock_t lock;
225         void *entry[];  /*
226                          * Must have this definition in here for the proper
227                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
228                          * the entries.
229                          *
230                          * Entries should not be directly dereferenced as
231                          * entries belonging to slabs marked pfmemalloc will
232                          * have the lower bits set SLAB_OBJ_PFMEMALLOC
233                          */
234 };
235
236 #define SLAB_OBJ_PFMEMALLOC     1
237 static inline bool is_obj_pfmemalloc(void *objp)
238 {
239         return (unsigned long)objp & SLAB_OBJ_PFMEMALLOC;
240 }
241
242 static inline void set_obj_pfmemalloc(void **objp)
243 {
244         *objp = (void *)((unsigned long)*objp | SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
245         return;
246 }
247
248 static inline void clear_obj_pfmemalloc(void **objp)
249 {
250         *objp = (void *)((unsigned long)*objp & ~SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
251 }
252
253 /*
254  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
255  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
256  */
257 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
258 struct arraycache_init {
259         struct array_cache cache;
260         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
261 };
262
263 /*
264  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
265  */
266 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
267 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
268 #define CACHE_CACHE 0
269 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
270 #define SIZE_NODE (2 * MAX_NUMNODES)
271
272 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
273                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
274 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
275                         int node);
276 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
277 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
278
279 static int slab_early_init = 1;
280
281 #define INDEX_AC kmalloc_index(sizeof(struct arraycache_init))
282 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
283
284 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
285 {
286         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
287         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
288         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
289         parent->shared = NULL;
290         parent->alien = NULL;
291         parent->colour_next = 0;
292         spin_lock_init(&parent->list_lock);
293         parent->free_objects = 0;
294         parent->free_touched = 0;
295 }
296
297 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
298         do {                                                            \
299                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
300                 list_splice(&(cachep->node[nodeid]->slab), listp);      \
301         } while (0)
302
303 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
304         do {                                                            \
305         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
306         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
307         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
308         } while (0)
309
310 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
311 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
312
313 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
314 /*
315  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
316  * cpucache drain/refill cycles.
317  *
318  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
319  * which could lock up otherwise freeable slabs.
320  */
321 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
322 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
323
324 #if STATS
325 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
326 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
327 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
328 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
329 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
330 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
331         do {                                                            \
332                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
333                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
334         } while (0)
335 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
336 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
337 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
338 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
339 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
340         do {                                                            \
341                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
342                         (x)->max_freeable = i;                          \
343         } while (0)
344 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
345 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
346 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
347 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
348 #else
349 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
350 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
351 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
352 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
353 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
354 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
355 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
356 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
357 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
358 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
359 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
360 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
361 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
362 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
363 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
364 #endif
365
366 #if DEBUG
367
368 /*
369  * memory layout of objects:
370  * 0            : objp
371  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
372  *              the end of an object is aligned with the end of the real
373  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
374  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
375  *              redzone word.
376  * cachep->obj_offset: The real object.
377  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
378  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
379  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
380  */
381 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
382 {
383         return cachep->obj_offset;
384 }
385
386 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
387 {
388         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
389         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
390                                       sizeof(unsigned long long));
391 }
392
393 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
394 {
395         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
396         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
397                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
398                                               sizeof(unsigned long long) -
399                                               REDZONE_ALIGN);
400         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
401                                        sizeof(unsigned long long));
402 }
403
404 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
405 {
406         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
407         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
408 }
409
410 #else
411
412 #define obj_offset(x)                   0
413 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
414 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
415 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
416
417 #endif
418
419 /*
420  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
421  * overridden on the command line.
422  */
423 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
424 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
425 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
426 static bool slab_max_order_set __initdata;
427
428 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
429 {
430         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
431         return page->slab_cache;
432 }
433
434 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
435 {
436         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
437
438         VM_BUG_ON(!PageSlab(page));
439         return page->slab_page;
440 }
441
442 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
443                                  unsigned int idx)
444 {
445         return slab->s_mem + cache->size * idx;
446 }
447
448 /*
449  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
450  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
451  *   we can replace (offset / cache->size) by
452  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
453  */
454 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
455                                         const struct slab *slab, void *obj)
456 {
457         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
458         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
459 }
460
461 static struct arraycache_init initarray_generic =
462     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
463
464 /* internal cache of cache description objs */
465 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
466         .batchcount = 1,
467         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
468         .shared = 1,
469         .size = sizeof(struct kmem_cache),
470         .name = "kmem_cache",
471 };
472
473 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
474
475 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
476
477 /*
478  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
479  * for other slabs "off slab".
480  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
481  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
482  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
483  *
484  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
485  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
486  * then comes back up during hotplug
487  */
488 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
489 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
490
491 static struct lock_class_key debugobj_l3_key;
492 static struct lock_class_key debugobj_alc_key;
493
494 static void slab_set_lock_classes(struct kmem_cache *cachep,
495                 struct lock_class_key *l3_key, struct lock_class_key *alc_key,
496                 int q)
497 {
498         struct array_cache **alc;
499         struct kmem_cache_node *n;
500         int r;
501
502         n = cachep->node[q];
503         if (!n)
504                 return;
505
506         lockdep_set_class(&n->list_lock, l3_key);
507         alc = n->alien;
508         /*
509          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
510          * should go away when common slab code is taught to
511          * work even without alien caches.
512          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
513          * for alloc_alien_cache,
514          */
515         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
516                 return;
517         for_each_node(r) {
518                 if (alc[r])
519                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock, alc_key);
520         }
521 }
522
523 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
524 {
525         slab_set_lock_classes(cachep, &debugobj_l3_key, &debugobj_alc_key, node);
526 }
527
528 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
529 {
530         int node;
531
532         for_each_online_node(node)
533                 slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
534 }
535
536 static void init_node_lock_keys(int q)
537 {
538         int i;
539
540         if (slab_state < UP)
541                 return;
542
543         for (i = 1; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++) {
544                 struct kmem_cache_node *n;
545                 struct kmem_cache *cache = kmalloc_caches[i];
546
547                 if (!cache)
548                         continue;
549
550                 n = cache->node[q];
551                 if (!n || OFF_SLAB(cache))
552                         continue;
553
554                 slab_set_lock_classes(cache, &on_slab_l3_key,
555                                 &on_slab_alc_key, q);
556         }
557 }
558
559 static void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int q)
560 {
561         if (!cachep->node[q])
562                 return;
563
564         slab_set_lock_classes(cachep, &on_slab_l3_key,
565                         &on_slab_alc_key, q);
566 }
567
568 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
569 {
570         int node;
571
572         VM_BUG_ON(OFF_SLAB(cachep));
573         for_each_node(node)
574                 on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
575 }
576
577 static inline void init_lock_keys(void)
578 {
579         int node;
580
581         for_each_node(node)
582                 init_node_lock_keys(node);
583 }
584 #else
585 static void init_node_lock_keys(int q)
586 {
587 }
588
589 static inline void init_lock_keys(void)
590 {
591 }
592
593 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
594 {
595 }
596
597 static inline void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
598 {
599 }
600
601 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
602 {
603 }
604
605 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
606 {
607 }
608 #endif
609
610 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
611
612 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
613 {
614         return cachep->array[smp_processor_id()];
615 }
616
617 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
618 {
619         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
620 }
621
622 /*
623  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
624  */
625 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
626                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
627                            unsigned int *num)
628 {
629         int nr_objs;
630         size_t mgmt_size;
631         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
632
633         /*
634          * The slab management structure can be either off the slab or
635          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
636          * slab is used for:
637          *
638          * - The struct slab
639          * - One kmem_bufctl_t for each object
640          * - Padding to respect alignment of @align
641          * - @buffer_size bytes for each object
642          *
643          * If the slab management structure is off the slab, then the
644          * alignment will already be calculated into the size. Because
645          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
646          * correct alignment when allocated.
647          */
648         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
649                 mgmt_size = 0;
650                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
651
652                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
653                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
654         } else {
655                 /*
656                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
657                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
658                  * least @align. In the worst case, this result will
659                  * be one greater than the number of objects that fit
660                  * into the memory allocation when taking the padding
661                  * into account.
662                  */
663                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
664                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
665
666                 /*
667                  * This calculated number will be either the right
668                  * amount, or one greater than what we want.
669                  */
670                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
671                        > slab_size)
672                         nr_objs--;
673
674                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
675                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
676
677                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
678         }
679         *num = nr_objs;
680         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
681 }
682
683 #if DEBUG
684 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
685
686 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
687                         char *msg)
688 {
689         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
690                function, cachep->name, msg);
691         dump_stack();
692         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
693 }
694 #endif
695
696 /*
697  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
698  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
699  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
700  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
701  * line
702   */
703
704 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
705 static int __init noaliencache_setup(char *s)
706 {
707         use_alien_caches = 0;
708         return 1;
709 }
710 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
711
712 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
713 {
714         get_option(&str, &slab_max_order);
715         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
716                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
717         slab_max_order_set = true;
718
719         return 1;
720 }
721 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
722
723 #ifdef CONFIG_NUMA
724 /*
725  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
726  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
727  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
728  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
729  */
730 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
731
732 static void init_reap_node(int cpu)
733 {
734         int node;
735
736         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
737         if (node == MAX_NUMNODES)
738                 node = first_node(node_online_map);
739
740         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
741 }
742
743 static void next_reap_node(void)
744 {
745         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
746
747         node = next_node(node, node_online_map);
748         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
749                 node = first_node(node_online_map);
750         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
751 }
752
753 #else
754 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
755 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
756 #endif
757
758 /*
759  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
760  * via the workqueue/eventd.
761  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
762  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
763  * lock.
764  */
765 static void start_cpu_timer(int cpu)
766 {
767         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
768
769         /*
770          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
771          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
772          * at that time.
773          */
774         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
775                 init_reap_node(cpu);
776                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
777                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
778                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
779         }
780 }
781
782 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
783                                             int batchcount, gfp_t gfp)
784 {
785         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
786         struct array_cache *nc = NULL;
787
788         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
789         /*
790          * The array_cache structures contain pointers to free object.
791          * However, when such objects are allocated or transferred to another
792          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
793          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
794          * not scan such objects.
795          */
796         kmemleak_no_scan(nc);
797         if (nc) {
798                 nc->avail = 0;
799                 nc->limit = entries;
800                 nc->batchcount = batchcount;
801                 nc->touched = 0;
802                 spin_lock_init(&nc->lock);
803         }
804         return nc;
805 }
806
807 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct slab *slabp)
808 {
809         struct page *page = virt_to_page(slabp->s_mem);
810
811         return PageSlabPfmemalloc(page);
812 }
813
814 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
815 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
816                                                 struct array_cache *ac)
817 {
818         struct kmem_cache_node *n = cachep->node[numa_mem_id()];
819         struct slab *slabp;
820         unsigned long flags;
821
822         if (!pfmemalloc_active)
823                 return;
824
825         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
826         list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_full, list)
827                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
828                         goto out;
829
830         list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_partial, list)
831                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
832                         goto out;
833
834         list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_free, list)
835                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
836                         goto out;
837
838         pfmemalloc_active = false;
839 out:
840         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
841 }
842
843 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
844                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
845 {
846         int i;
847         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
848
849         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
850         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
851                 struct kmem_cache_node *n;
852
853                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
854                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
855                         return objp;
856                 }
857
858                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
859                 for (i = 0; i < ac->avail; i++) {
860                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
861                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
862                                 objp = ac->entry[i];
863                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
864                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
865                                 return objp;
866                         }
867                 }
868
869                 /*
870                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
871                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
872                  */
873                 n = cachep->node[numa_mem_id()];
874                 if (!list_empty(&n->slabs_free) && force_refill) {
875                         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
876                         ClearPageSlabPfmemalloc(virt_to_head_page(slabp->s_mem));
877                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
878                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
879                         return objp;
880                 }
881
882                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
883                 ac->avail++;
884                 objp = NULL;
885         }
886
887         return objp;
888 }
889
890 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
891                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
892 {
893         void *objp;
894
895         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
896                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
897         else
898                 objp = ac->entry[--ac->avail];
899
900         return objp;
901 }
902
903 static void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
904                                                                 void *objp)
905 {
906         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
907                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
908                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
909                 struct page *page = virt_to_head_page(slabp->s_mem);
910                 if (PageSlabPfmemalloc(page))
911                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
912         }
913
914         return objp;
915 }
916
917 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
918                                                                 void *objp)
919 {
920         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
921                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
922
923         ac->entry[ac->avail++] = objp;
924 }
925
926 /*
927  * Transfer objects in one arraycache to another.
928  * Locking must be handled by the caller.
929  *
930  * Return the number of entries transferred.
931  */
932 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
933                 struct array_cache *from, unsigned int max)
934 {
935         /* Figure out how many entries to transfer */
936         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
937
938         if (!nr)
939                 return 0;
940
941         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
942                         sizeof(void *) *nr);
943
944         from->avail -= nr;
945         to->avail += nr;
946         return nr;
947 }
948
949 #ifndef CONFIG_NUMA
950
951 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
952 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
953
954 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
955 {
956         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
957 }
958
959 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
960 {
961 }
962
963 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
964 {
965         return 0;
966 }
967
968 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
969                 gfp_t flags)
970 {
971         return NULL;
972 }
973
974 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
975                  gfp_t flags, int nodeid)
976 {
977         return NULL;
978 }
979
980 #else   /* CONFIG_NUMA */
981
982 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
983 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
984
985 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
986 {
987         struct array_cache **ac_ptr;
988         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
989         int i;
990
991         if (limit > 1)
992                 limit = 12;
993         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
994         if (ac_ptr) {
995                 for_each_node(i) {
996                         if (i == node || !node_online(i))
997                                 continue;
998                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
999                         if (!ac_ptr[i]) {
1000                                 for (i--; i >= 0; i--)
1001                                         kfree(ac_ptr[i]);
1002                                 kfree(ac_ptr);
1003                                 return NULL;
1004                         }
1005                 }
1006         }
1007         return ac_ptr;
1008 }
1009
1010 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1011 {
1012         int i;
1013
1014         if (!ac_ptr)
1015                 return;
1016         for_each_node(i)
1017             kfree(ac_ptr[i]);
1018         kfree(ac_ptr);
1019 }
1020
1021 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1022                                 struct array_cache *ac, int node)
1023 {
1024         struct kmem_cache_node *n = cachep->node[node];
1025
1026         if (ac->avail) {
1027                 spin_lock(&n->list_lock);
1028                 /*
1029                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1030                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1031                  * into the free lists and getting them back later.
1032                  */
1033                 if (n->shared)
1034                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
1035
1036                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1037                 ac->avail = 0;
1038                 spin_unlock(&n->list_lock);
1039         }
1040 }
1041
1042 /*
1043  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1044  */
1045 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
1046 {
1047         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1048
1049         if (n->alien) {
1050                 struct array_cache *ac = n->alien[node];
1051
1052                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1053                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1054                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1055                 }
1056         }
1057 }
1058
1059 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1060                                 struct array_cache **alien)
1061 {
1062         int i = 0;
1063         struct array_cache *ac;
1064         unsigned long flags;
1065
1066         for_each_online_node(i) {
1067                 ac = alien[i];
1068                 if (ac) {
1069                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1070                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1071                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1072                 }
1073         }
1074 }
1075
1076 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1077 {
1078         int nodeid = page_to_nid(virt_to_page(objp));
1079         struct kmem_cache_node *n;
1080         struct array_cache *alien = NULL;
1081         int node;
1082
1083         node = numa_mem_id();
1084
1085         /*
1086          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1087          * cache on this cpu.
1088          */
1089         if (likely(nodeid == node))
1090                 return 0;
1091
1092         n = cachep->node[node];
1093         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1094         if (n->alien && n->alien[nodeid]) {
1095                 alien = n->alien[nodeid];
1096                 spin_lock(&alien->lock);
1097                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1098                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1099                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1100                 }
1101                 ac_put_obj(cachep, alien, objp);
1102                 spin_unlock(&alien->lock);
1103         } else {
1104                 spin_lock(&(cachep->node[nodeid])->list_lock);
1105                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1106                 spin_unlock(&(cachep->node[nodeid])->list_lock);
1107         }
1108         return 1;
1109 }
1110 #endif
1111
1112 /*
1113  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
1114  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
1115  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1116  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
1117  * already in use.
1118  *
1119  * Must hold slab_mutex.
1120  */
1121 static int init_cache_node_node(int node)
1122 {
1123         struct kmem_cache *cachep;
1124         struct kmem_cache_node *n;
1125         const int memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
1126
1127         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1128                 /*
1129                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1130                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1131                  * node has not already allocated this
1132                  */
1133                 if (!cachep->node[node]) {
1134                         n = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1135                         if (!n)
1136                                 return -ENOMEM;
1137                         kmem_cache_node_init(n);
1138                         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1139                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1140
1141                         /*
1142                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1143                          * go.  slab_mutex is sufficient
1144                          * protection here.
1145                          */
1146                         cachep->node[node] = n;
1147                 }
1148
1149                 spin_lock_irq(&cachep->node[node]->list_lock);
1150                 cachep->node[node]->free_limit =
1151                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1152                         cachep->batchcount + cachep->num;
1153                 spin_unlock_irq(&cachep->node[node]->list_lock);
1154         }
1155         return 0;
1156 }
1157
1158 static inline int slabs_tofree(struct kmem_cache *cachep,
1159                                                 struct kmem_cache_node *n)
1160 {
1161         return (n->free_objects + cachep->num - 1) / cachep->num;
1162 }
1163
1164 static void cpuup_canceled(long cpu)
1165 {
1166         struct kmem_cache *cachep;
1167         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1168         int node = cpu_to_mem(cpu);
1169         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1170
1171         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1172                 struct array_cache *nc;
1173                 struct array_cache *shared;
1174                 struct array_cache **alien;
1175
1176                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1177                 nc = cachep->array[cpu];
1178                 cachep->array[cpu] = NULL;
1179                 n = cachep->node[node];
1180
1181                 if (!n)
1182                         goto free_array_cache;
1183
1184                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1185
1186                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
1187                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
1188                 if (nc)
1189                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1190
1191                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1192                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1193                         goto free_array_cache;
1194                 }
1195
1196                 shared = n->shared;
1197                 if (shared) {
1198                         free_block(cachep, shared->entry,
1199                                    shared->avail, node);
1200                         n->shared = NULL;
1201                 }
1202
1203                 alien = n->alien;
1204                 n->alien = NULL;
1205
1206                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1207
1208                 kfree(shared);
1209                 if (alien) {
1210                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1211                         free_alien_cache(alien);
1212                 }
1213 free_array_cache:
1214                 kfree(nc);
1215         }
1216         /*
1217          * In the previous loop, all the objects were freed to
1218          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1219          * shrink each nodelist to its limit.
1220          */
1221         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1222                 n = cachep->node[node];
1223                 if (!n)
1224                         continue;
1225                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1226         }
1227 }
1228
1229 static int cpuup_prepare(long cpu)
1230 {
1231         struct kmem_cache *cachep;
1232         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1233         int node = cpu_to_mem(cpu);
1234         int err;
1235
1236         /*
1237          * We need to do this right in the beginning since
1238          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1239          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1240          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1241          */
1242         err = init_cache_node_node(node);
1243         if (err < 0)
1244                 goto bad;
1245
1246         /*
1247          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1248          * array caches
1249          */
1250         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1251                 struct array_cache *nc;
1252                 struct array_cache *shared = NULL;
1253                 struct array_cache **alien = NULL;
1254
1255                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1256                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1257                 if (!nc)
1258                         goto bad;
1259                 if (cachep->shared) {
1260                         shared = alloc_arraycache(node,
1261                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1262                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1263                         if (!shared) {
1264                                 kfree(nc);
1265                                 goto bad;
1266                         }
1267                 }
1268                 if (use_alien_caches) {
1269                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1270                         if (!alien) {
1271                                 kfree(shared);
1272                                 kfree(nc);
1273                                 goto bad;
1274                         }
1275                 }
1276                 cachep->array[cpu] = nc;
1277                 n = cachep->node[node];
1278                 BUG_ON(!n);
1279
1280                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1281                 if (!n->shared) {
1282                         /*
1283                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1284                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1285                          */
1286                         n->shared = shared;
1287                         shared = NULL;
1288                 }
1289 #ifdef CONFIG_NUMA
1290                 if (!n->alien) {
1291                         n->alien = alien;
1292                         alien = NULL;
1293                 }
1294 #endif
1295                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1296                 kfree(shared);
1297                 free_alien_cache(alien);
1298                 if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS)
1299                         slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
1300                 else if (!OFF_SLAB(cachep) &&
1301                          !(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1302                         on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
1303         }
1304         init_node_lock_keys(node);
1305
1306         return 0;
1307 bad:
1308         cpuup_canceled(cpu);
1309         return -ENOMEM;
1310 }
1311
1312 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1313                                     unsigned long action, void *hcpu)
1314 {
1315         long cpu = (long)hcpu;
1316         int err = 0;
1317
1318         switch (action) {
1319         case CPU_UP_PREPARE:
1320         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1321                 mutex_lock(&slab_mutex);
1322                 err = cpuup_prepare(cpu);
1323                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1324                 break;
1325         case CPU_ONLINE:
1326         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1327                 start_cpu_timer(cpu);
1328                 break;
1329 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1330         case CPU_DOWN_PREPARE:
1331         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1332                 /*
1333                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1334                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1335                  * anything expensive but will only modify reap_work
1336                  * and reschedule the timer.
1337                 */
1338                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1339                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1340                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1341                 break;
1342         case CPU_DOWN_FAILED:
1343         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1344                 start_cpu_timer(cpu);
1345                 break;
1346         case CPU_DEAD:
1347         case CPU_DEAD_FROZEN:
1348                 /*
1349                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1350                  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between
1351                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1352                  * memory from the node of the cpu going down.  The node
1353                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1354                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1355                  */
1356                 /* fall through */
1357 #endif
1358         case CPU_UP_CANCELED:
1359         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1360                 mutex_lock(&slab_mutex);
1361                 cpuup_canceled(cpu);
1362                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1363                 break;
1364         }
1365         return notifier_from_errno(err);
1366 }
1367
1368 static struct notifier_block cpucache_notifier = {
1369         &cpuup_callback, NULL, 0
1370 };
1371
1372 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1373 /*
1374  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1375  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1376  * removed.
1377  *
1378  * Must hold slab_mutex.
1379  */
1380 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1381 {
1382         struct kmem_cache *cachep;
1383         int ret = 0;
1384
1385         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1386                 struct kmem_cache_node *n;
1387
1388                 n = cachep->node[node];
1389                 if (!n)
1390                         continue;
1391
1392                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1393
1394                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1395                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1396                         ret = -EBUSY;
1397                         break;
1398                 }
1399         }
1400         return ret;
1401 }
1402
1403 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1404                                         unsigned long action, void *arg)
1405 {
1406         struct memory_notify *mnb = arg;
1407         int ret = 0;
1408         int nid;
1409
1410         nid = mnb->status_change_nid;
1411         if (nid < 0)
1412                 goto out;
1413
1414         switch (action) {
1415         case MEM_GOING_ONLINE:
1416                 mutex_lock(&slab_mutex);
1417                 ret = init_cache_node_node(nid);
1418                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1419                 break;
1420         case MEM_GOING_OFFLINE:
1421                 mutex_lock(&slab_mutex);
1422                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1423                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1424                 break;
1425         case MEM_ONLINE:
1426         case MEM_OFFLINE:
1427         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1428         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1429                 break;
1430         }
1431 out:
1432         return notifier_from_errno(ret);
1433 }
1434 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1435
1436 /*
1437  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1438  */
1439 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1440                                 int nodeid)
1441 {
1442         struct kmem_cache_node *ptr;
1443
1444         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1445         BUG_ON(!ptr);
1446
1447         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1448         /*
1449          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1450          */
1451         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1452
1453         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1454         cachep->node[nodeid] = ptr;
1455 }
1456
1457 /*
1458  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1459  * size of kmem_cache_node.
1460  */
1461 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1462 {
1463         int node;
1464
1465         for_each_online_node(node) {
1466                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1467                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1468                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1469                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1470         }
1471 }
1472
1473 /*
1474  * The memory after the last cpu cache pointer is used for the
1475  * the node pointer.
1476  */
1477 static void setup_node_pointer(struct kmem_cache *cachep)
1478 {
1479         cachep->node = (struct kmem_cache_node **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
1480 }
1481
1482 /*
1483  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1484  * before smp_init().
1485  */
1486 void __init kmem_cache_init(void)
1487 {
1488         int i;
1489
1490         BUILD_BUG_ON(sizeof(((struct page *)NULL)->lru) <
1491                                         sizeof(struct rcu_head));
1492         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1493         setup_node_pointer(kmem_cache);
1494
1495         if (num_possible_nodes() == 1)
1496                 use_alien_caches = 0;
1497
1498         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1499                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1500
1501         set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1502
1503         /*
1504          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1505          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1506          * not overridden on the command line.
1507          */
1508         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1509                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1510
1511         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1512          * from caches that do not exist yet:
1513          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1514          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1515          *    kmem_cache is statically allocated.
1516          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1517          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1518          *    array at the end of the bootstrap.
1519          * 2) Create the first kmalloc cache.
1520          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1521          *    An __init data area is used for the head array.
1522          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1523          *    head arrays.
1524          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1525          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1526          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1527          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1528          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1529          */
1530
1531         /* 1) create the kmem_cache */
1532
1533         /*
1534          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1535          */
1536         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1537                 offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1538                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1539                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1540         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1541
1542         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1543
1544         /*
1545          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1546          * kmem_cache_node structures first.  Without this, further allocations will
1547          * bug.
1548          */
1549
1550         kmalloc_caches[INDEX_AC] = create_kmalloc_cache("kmalloc-ac",
1551                                         kmalloc_size(INDEX_AC), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1552
1553         if (INDEX_AC != INDEX_NODE)
1554                 kmalloc_caches[INDEX_NODE] =
1555                         create_kmalloc_cache("kmalloc-node",
1556                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1557
1558         slab_early_init = 0;
1559
1560         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1561         {
1562                 struct array_cache *ptr;
1563
1564                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1565
1566                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmem_cache),
1567                        sizeof(struct arraycache_init));
1568                 /*
1569                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1570                  */
1571                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1572
1573                 kmem_cache->array[smp_processor_id()] = ptr;
1574
1575                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1576
1577                 BUG_ON(cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC])
1578                        != &initarray_generic.cache);
1579                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC]),
1580                        sizeof(struct arraycache_init));
1581                 /*
1582                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1583                  */
1584                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1585
1586                 kmalloc_caches[INDEX_AC]->array[smp_processor_id()] = ptr;
1587         }
1588         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1589         {
1590                 int nid;
1591
1592                 for_each_online_node(nid) {
1593                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1594
1595                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_AC],
1596                                   &init_kmem_cache_node[SIZE_AC + nid], nid);
1597
1598                         if (INDEX_AC != INDEX_NODE) {
1599                                 init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1600                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1601                         }
1602                 }
1603         }
1604
1605         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1606 }
1607
1608 void __init kmem_cache_init_late(void)
1609 {
1610         struct kmem_cache *cachep;
1611
1612         slab_state = UP;
1613
1614         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1615         mutex_lock(&slab_mutex);
1616         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1617                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1618                         BUG();
1619         mutex_unlock(&slab_mutex);
1620
1621         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1622         init_lock_keys();
1623
1624         /* Done! */
1625         slab_state = FULL;
1626
1627         /*
1628          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1629          * cpu_cache_get for all new cpus
1630          */
1631         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1632
1633 #ifdef CONFIG_NUMA
1634         /*
1635          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1636          * node.
1637          */
1638         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1639 #endif
1640
1641         /*
1642          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1643          * of the kernel is not yet operational.
1644          */
1645 }
1646
1647 static int __init cpucache_init(void)
1648 {
1649         int cpu;
1650
1651         /*
1652          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1653          */
1654         for_each_online_cpu(cpu)
1655                 start_cpu_timer(cpu);
1656
1657         /* Done! */
1658         slab_state = FULL;
1659         return 0;
1660 }
1661 __initcall(cpucache_init);
1662
1663 static noinline void
1664 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1665 {
1666         struct kmem_cache_node *n;
1667         struct slab *slabp;
1668         unsigned long flags;
1669         int node;
1670
1671         printk(KERN_WARNING
1672                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1673                 nodeid, gfpflags);
1674         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1675                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1676
1677         for_each_online_node(node) {
1678                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1679                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1680
1681                 n = cachep->node[node];
1682                 if (!n)
1683                         continue;
1684
1685                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1686                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_full, list) {
1687                         active_objs += cachep->num;
1688                         active_slabs++;
1689                 }
1690                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_partial, list) {
1691                         active_objs += slabp->inuse;
1692                         active_slabs++;
1693                 }
1694                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_free, list)
1695                         num_slabs++;
1696
1697                 free_objects += n->free_objects;
1698                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1699
1700                 num_slabs += active_slabs;
1701                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1702                 printk(KERN_WARNING
1703                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1704                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1705                         free_objects);
1706         }
1707 }
1708
1709 /*
1710  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1711  *
1712  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1713  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1714  * would be relatively rare and ignorable.
1715  */
1716 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1717                                                                 int nodeid)
1718 {
1719         struct page *page;
1720         int nr_pages;
1721         int i;
1722
1723 #ifndef CONFIG_MMU
1724         /*
1725          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1726          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1727          */
1728         flags |= __GFP_COMP;
1729 #endif
1730
1731         flags |= cachep->allocflags;
1732         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1733                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1734
1735         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1736         if (!page) {
1737                 if (!(flags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1738                         slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1739                 return NULL;
1740         }
1741
1742         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1743         if (unlikely(page->pfmemalloc))
1744                 pfmemalloc_active = true;
1745
1746         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1747         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1748                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1749                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1750         else
1751                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1752                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1753         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1754                 __SetPageSlab(page + i);
1755
1756                 if (page->pfmemalloc)
1757                         SetPageSlabPfmemalloc(page);
1758         }
1759         memcg_bind_pages(cachep, cachep->gfporder);
1760
1761         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1762                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1763
1764                 if (cachep->ctor)
1765                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1766                 else
1767                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1768         }
1769
1770         return page;
1771 }
1772
1773 /*
1774  * Interface to system's page release.
1775  */
1776 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1777 {
1778         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1779         const unsigned long nr_freed = i;
1780
1781         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1782
1783         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1784                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1785                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1786         else
1787                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1788                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1789
1790         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1791         while (i--) {
1792                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1793                 __ClearPageSlab(page);
1794                 page++;
1795         }
1796
1797         memcg_release_pages(cachep, cachep->gfporder);
1798         if (current->reclaim_state)
1799                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1800         __free_memcg_kmem_pages(page, cachep->gfporder);
1801 }
1802
1803 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1804 {
1805         struct kmem_cache *cachep;
1806         struct page *page;
1807
1808         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1809         cachep = page->slab_cache;
1810
1811         kmem_freepages(cachep, page);
1812 }
1813
1814 #if DEBUG
1815
1816 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1817 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1818                             unsigned long caller)
1819 {
1820         int size = cachep->object_size;
1821
1822         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1823
1824         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1825                 return;
1826
1827         *addr++ = 0x12345678;
1828         *addr++ = caller;
1829         *addr++ = smp_processor_id();
1830         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1831         {
1832                 unsigned long *sptr = &caller;
1833                 unsigned long svalue;
1834
1835                 while (!kstack_end(sptr)) {
1836                         svalue = *sptr++;
1837                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1838                                 *addr++ = svalue;
1839                                 size -= sizeof(unsigned long);
1840                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1841                                         break;
1842                         }
1843                 }
1844
1845         }
1846         *addr++ = 0x87654321;
1847 }
1848 #endif
1849
1850 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1851 {
1852         int size = cachep->object_size;
1853         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1854
1855         memset(addr, val, size);
1856         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1857 }
1858
1859 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1860 {
1861         int i;
1862         unsigned char error = 0;
1863         int bad_count = 0;
1864
1865         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1866         for (i = 0; i < limit; i++) {
1867                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1868                         error = data[offset + i];
1869                         bad_count++;
1870                 }
1871         }
1872         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1873                         &data[offset], limit, 1);
1874
1875         if (bad_count == 1) {
1876                 error ^= POISON_FREE;
1877                 if (!(error & (error - 1))) {
1878                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1879                                         "bad RAM.\n");
1880 #ifdef CONFIG_X86
1881                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1882                                         "test tool.\n");
1883 #else
1884                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1885 #endif
1886                 }
1887         }
1888 }
1889 #endif
1890
1891 #if DEBUG
1892
1893 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1894 {
1895         int i, size;
1896         char *realobj;
1897
1898         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1899                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1900                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1901                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1902         }
1903
1904         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1905                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1906                        *dbg_userword(cachep, objp),
1907                        *dbg_userword(cachep, objp));
1908         }
1909         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1910         size = cachep->object_size;
1911         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1912                 int limit;
1913                 limit = 16;
1914                 if (i + limit > size)
1915                         limit = size - i;
1916                 dump_line(realobj, i, limit);
1917         }
1918 }
1919
1920 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1921 {
1922         char *realobj;
1923         int size, i;
1924         int lines = 0;
1925
1926         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1927         size = cachep->object_size;
1928
1929         for (i = 0; i < size; i++) {
1930                 char exp = POISON_FREE;
1931                 if (i == size - 1)
1932                         exp = POISON_END;
1933                 if (realobj[i] != exp) {
1934                         int limit;
1935                         /* Mismatch ! */
1936                         /* Print header */
1937                         if (lines == 0) {
1938                                 printk(KERN_ERR
1939                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1940                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
1941                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1942                         }
1943                         /* Hexdump the affected line */
1944                         i = (i / 16) * 16;
1945                         limit = 16;
1946                         if (i + limit > size)
1947                                 limit = size - i;
1948                         dump_line(realobj, i, limit);
1949                         i += 16;
1950                         lines++;
1951                         /* Limit to 5 lines */
1952                         if (lines > 5)
1953                                 break;
1954                 }
1955         }
1956         if (lines != 0) {
1957                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1958                  * exist:
1959                  */
1960                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1961                 unsigned int objnr;
1962
1963                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1964                 if (objnr) {
1965                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1966                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1967                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1968                                realobj, size);
1969                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1970                 }
1971                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1972                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1973                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1974                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1975                                realobj, size);
1976                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1977                 }
1978         }
1979 }
1980 #endif
1981
1982 #if DEBUG
1983 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1984 {
1985         int i;
1986         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1987                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
1988
1989                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1990 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1991                         if (cachep->size % PAGE_SIZE == 0 &&
1992                                         OFF_SLAB(cachep))
1993                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1994                                         cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
1995                         else
1996                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1997 #else
1998                         check_poison_obj(cachep, objp);
1999 #endif
2000                 }
2001                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2002                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2003                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
2004                                            "was overwritten");
2005                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2006                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
2007                                            "was overwritten");
2008                 }
2009         }
2010 }
2011 #else
2012 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2013 {
2014 }
2015 #endif
2016
2017 /**
2018  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
2019  * @cachep: cache pointer being destroyed
2020  * @slabp: slab pointer being destroyed
2021  *
2022  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
2023  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
2024  * cache-lock is not held/needed.
2025  */
2026 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2027 {
2028         struct page *page = virt_to_head_page(slabp->s_mem);
2029
2030         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
2031         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
2032                 struct rcu_head *head;
2033
2034                 /*
2035                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU.
2036                  * slab_page has been overloeaded over the LRU,
2037                  * however it is not used from now on so that
2038                  * we can use it safely.
2039                  */
2040                 head = (void *)&page->rcu_head;
2041                 call_rcu(head, kmem_rcu_free);
2042
2043         } else {
2044                 kmem_freepages(cachep, page);
2045         }
2046
2047         /*
2048          * From now on, we don't use slab management
2049          * although actual page can be freed in rcu context
2050          */
2051         if (OFF_SLAB(cachep))
2052                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
2053 }
2054
2055 /**
2056  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2057  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2058  * @size: size of objects to be created in this cache.
2059  * @align: required alignment for the objects.
2060  * @flags: slab allocation flags
2061  *
2062  * Also calculates the number of objects per slab.
2063  *
2064  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2065  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2066  * towards high-order requests, this should be changed.
2067  */
2068 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2069                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2070 {
2071         unsigned long offslab_limit;
2072         size_t left_over = 0;
2073         int gfporder;
2074
2075         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2076                 unsigned int num;
2077                 size_t remainder;
2078
2079                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2080                 if (!num)
2081                         continue;
2082
2083                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2084                         /*
2085                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2086                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2087                          * looping condition in cache_grow().
2088                          */
2089                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2090                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2091
2092                         if (num > offslab_limit)
2093                                 break;
2094                 }
2095
2096                 /* Found something acceptable - save it away */
2097                 cachep->num = num;
2098                 cachep->gfporder = gfporder;
2099                 left_over = remainder;
2100
2101                 /*
2102                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2103                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2104                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2105                  */
2106                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2107                         break;
2108
2109                 /*
2110                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2111                  * currently bad for the gfp()s.
2112                  */
2113                 if (gfporder >= slab_max_order)
2114                         break;
2115
2116                 /*
2117                  * Acceptable internal fragmentation?
2118                  */
2119                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2120                         break;
2121         }
2122         return left_over;
2123 }
2124
2125 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2126 {
2127         if (slab_state >= FULL)
2128                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2129
2130         if (slab_state == DOWN) {
2131                 /*
2132                  * Note: Creation of first cache (kmem_cache).
2133                  * The setup_node is taken care
2134                  * of by the caller of __kmem_cache_create
2135                  */
2136                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2137                 slab_state = PARTIAL;
2138         } else if (slab_state == PARTIAL) {
2139                 /*
2140                  * Note: the second kmem_cache_create must create the cache
2141                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2142                  * further caches will BUG().
2143                  */
2144                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2145
2146                 /*
2147                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_cache_node)) is
2148                  * the second cache, then we need to set up all its node/,
2149                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2150                  */
2151                 set_up_node(cachep, SIZE_AC);
2152                 if (INDEX_AC == INDEX_NODE)
2153                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2154                 else
2155                         slab_state = PARTIAL_ARRAYCACHE;
2156         } else {
2157                 /* Remaining boot caches */
2158                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2159                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2160
2161                 if (slab_state == PARTIAL_ARRAYCACHE) {
2162                         set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
2163                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2164                 } else {
2165                         int node;
2166                         for_each_online_node(node) {
2167                                 cachep->node[node] =
2168                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node),
2169                                                 gfp, node);
2170                                 BUG_ON(!cachep->node[node]);
2171                                 kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
2172                         }
2173                 }
2174         }
2175         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
2176                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2177                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2178
2179         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2180         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2181         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2182         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2183         cachep->batchcount = 1;
2184         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2185         return 0;
2186 }
2187
2188 /**
2189  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2190  * @cachep: cache management descriptor
2191  * @flags: SLAB flags
2192  *
2193  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2194  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2195  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2196  *
2197  * The flags are
2198  *
2199  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2200  * to catch references to uninitialised memory.
2201  *
2202  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2203  * for buffer overruns.
2204  *
2205  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2206  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2207  * as davem.
2208  */
2209 int
2210 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2211 {
2212         size_t left_over, slab_size, ralign;
2213         gfp_t gfp;
2214         int err;
2215         size_t size = cachep->size;
2216
2217 #if DEBUG
2218 #if FORCED_DEBUG
2219         /*
2220          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2221          * large objects, if the increased size would increase the object size
2222          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2223          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2224          */
2225         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2226                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2227                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2228         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2229                 flags |= SLAB_POISON;
2230 #endif
2231         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2232                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2233 #endif
2234
2235         /*
2236          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2237          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2238          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2239          */
2240         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2241                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2242                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2243         }
2244
2245         /*
2246          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2247          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2248          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2249          */
2250         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2251                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2252
2253         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2254                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2255                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2256                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2257                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2258                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2259         }
2260
2261         /* 3) caller mandated alignment */
2262         if (ralign < cachep->align) {
2263                 ralign = cachep->align;
2264         }
2265         /* disable debug if necessary */
2266         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2267                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2268         /*
2269          * 4) Store it.
2270          */
2271         cachep->align = ralign;
2272
2273         if (slab_is_available())
2274                 gfp = GFP_KERNEL;
2275         else
2276                 gfp = GFP_NOWAIT;
2277
2278         setup_node_pointer(cachep);
2279 #if DEBUG
2280
2281         /*
2282          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2283          * into align above.
2284          */
2285         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2286                 /* add space for red zone words */
2287                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2288                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2289         }
2290         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2291                 /* user store requires one word storage behind the end of
2292                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2293                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2294                  */
2295                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2296                         size += REDZONE_ALIGN;
2297                 else
2298                         size += BYTES_PER_WORD;
2299         }
2300 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2301         if (size >= kmalloc_size(INDEX_NODE + 1)
2302             && cachep->object_size > cache_line_size()
2303             && ALIGN(size, cachep->align) < PAGE_SIZE) {
2304                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, cachep->align);
2305                 size = PAGE_SIZE;
2306         }
2307 #endif
2308 #endif
2309
2310         /*
2311          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2312          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2313          * it too early on. Always use on-slab management when
2314          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2315          */
2316         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2317             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2318                 /*
2319                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2320                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2321                  */
2322                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2323
2324         size = ALIGN(size, cachep->align);
2325
2326         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, cachep->align, flags);
2327
2328         if (!cachep->num)
2329                 return -E2BIG;
2330
2331         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2332                           + sizeof(struct slab), cachep->align);
2333
2334         /*
2335          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2336          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2337          */
2338         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2339                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2340                 left_over -= slab_size;
2341         }
2342
2343         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2344                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2345                 slab_size =
2346                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2347
2348 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2349                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2350                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2351                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2352                  */
2353                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2354                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2355 #endif
2356         }
2357
2358         cachep->colour_off = cache_line_size();
2359         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2360         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2361                 cachep->colour_off = cachep->align;
2362         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2363         cachep->slab_size = slab_size;
2364         cachep->flags = flags;
2365         cachep->allocflags = 0;
2366         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2367                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2368         cachep->size = size;
2369         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2370
2371         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2372                 cachep->slabp_cache = kmalloc_slab(slab_size, 0u);
2373                 /*
2374                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2375                  * But since we go off slab only for object size greater than
2376                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2377                  * this should not happen at all.
2378                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2379                  */
2380                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2381         }
2382
2383         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2384         if (err) {
2385                 __kmem_cache_shutdown(cachep);
2386                 return err;
2387         }
2388
2389         if (flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS) {
2390                 /*
2391                  * Would deadlock through slab_destroy()->call_rcu()->
2392                  * debug_object_activate()->kmem_cache_alloc().
2393                  */
2394                 WARN_ON_ONCE(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU);
2395
2396                 slab_set_debugobj_lock_classes(cachep);
2397         } else if (!OFF_SLAB(cachep) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2398                 on_slab_lock_classes(cachep);
2399
2400         return 0;
2401 }
2402
2403 #if DEBUG
2404 static void check_irq_off(void)
2405 {
2406         BUG_ON(!irqs_disabled());
2407 }
2408
2409 static void check_irq_on(void)
2410 {
2411         BUG_ON(irqs_disabled());
2412 }
2413
2414 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2415 {
2416 #ifdef CONFIG_SMP
2417         check_irq_off();
2418         assert_spin_locked(&cachep->node[numa_mem_id()]->list_lock);
2419 #endif
2420 }
2421
2422 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2423 {
2424 #ifdef CONFIG_SMP
2425         check_irq_off();
2426         assert_spin_locked(&cachep->node[node]->list_lock);
2427 #endif
2428 }
2429
2430 #else
2431 #define check_irq_off() do { } while(0)
2432 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2433 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2434 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2435 #endif
2436
2437 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
2438                         struct array_cache *ac,
2439                         int force, int node);
2440
2441 static void do_drain(void *arg)
2442 {
2443         struct kmem_cache *cachep = arg;
2444         struct array_cache *ac;
2445         int node = numa_mem_id();
2446
2447         check_irq_off();
2448         ac = cpu_cache_get(cachep);
2449         spin_lock(&cachep->node[node]->list_lock);
2450         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2451         spin_unlock(&cachep->node[node]->list_lock);
2452         ac->avail = 0;
2453 }
2454
2455 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2456 {
2457         struct kmem_cache_node *n;
2458         int node;
2459
2460         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2461         check_irq_on();
2462         for_each_online_node(node) {
2463                 n = cachep->node[node];
2464                 if (n && n->alien)
2465                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2466         }
2467
2468         for_each_online_node(node) {
2469                 n = cachep->node[node];
2470                 if (n)
2471                         drain_array(cachep, n, n->shared, 1, node);
2472         }
2473 }
2474
2475 /*
2476  * Remove slabs from the list of free slabs.
2477  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2478  *
2479  * Returns the actual number of slabs released.
2480  */
2481 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2482                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2483 {
2484         struct list_head *p;
2485         int nr_freed;
2486         struct slab *slabp;
2487
2488         nr_freed = 0;
2489         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2490
2491                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2492                 p = n->slabs_free.prev;
2493                 if (p == &n->slabs_free) {
2494                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2495                         goto out;
2496                 }
2497
2498                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2499 #if DEBUG
2500                 BUG_ON(slabp->inuse);
2501 #endif
2502                 list_del(&slabp->list);
2503                 /*
2504                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2505                  * to the cache.
2506                  */
2507                 n->free_objects -= cache->num;
2508                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2509                 slab_destroy(cache, slabp);
2510                 nr_freed++;
2511         }
2512 out:
2513         return nr_freed;
2514 }
2515
2516 /* Called with slab_mutex held to protect against cpu hotplug */
2517 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2518 {
2519         int ret = 0, i = 0;
2520         struct kmem_cache_node *n;
2521
2522         drain_cpu_caches(cachep);
2523
2524         check_irq_on();
2525         for_each_online_node(i) {
2526                 n = cachep->node[i];
2527                 if (!n)
2528                         continue;
2529
2530                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
2531
2532                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2533                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2534         }
2535         return (ret ? 1 : 0);
2536 }
2537
2538 /**
2539  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2540  * @cachep: The cache to shrink.
2541  *
2542  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2543  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2544  */
2545 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2546 {
2547         int ret;
2548         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2549
2550         get_online_cpus();
2551         mutex_lock(&slab_mutex);
2552         ret = __cache_shrink(cachep);
2553         mutex_unlock(&slab_mutex);
2554         put_online_cpus();
2555         return ret;
2556 }
2557 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2558
2559 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2560 {
2561         int i;
2562         struct kmem_cache_node *n;
2563         int rc = __cache_shrink(cachep);
2564
2565         if (rc)
2566                 return rc;
2567
2568         for_each_online_cpu(i)
2569             kfree(cachep->array[i]);
2570
2571         /* NUMA: free the node structures */
2572         for_each_online_node(i) {
2573                 n = cachep->node[i];
2574                 if (n) {
2575                         kfree(n->shared);
2576                         free_alien_cache(n->alien);
2577                         kfree(n);
2578                 }
2579         }
2580         return 0;
2581 }
2582
2583 /*
2584  * Get the memory for a slab management obj.
2585  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2586  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2587  * come from the same cache which is getting created because,
2588  * when we are searching for an appropriate cache for these
2589  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2590  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2591  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2592  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2593  */
2594 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2595                                    struct page *page, int colour_off,
2596                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2597 {
2598         struct slab *slabp;
2599         void *addr = page_address(page);
2600
2601         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2602                 /* Slab management obj is off-slab. */
2603                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2604                                               local_flags, nodeid);
2605                 /*
2606                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2607                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2608                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2609                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2610                  */
2611                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2612                                    local_flags);
2613                 if (!slabp)
2614                         return NULL;
2615         } else {
2616                 slabp = addr + colour_off;
2617                 colour_off += cachep->slab_size;
2618         }
2619         slabp->inuse = 0;
2620         slabp->s_mem = addr + colour_off;
2621         slabp->free = 0;
2622         return slabp;
2623 }
2624
2625 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2626 {
2627         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2628 }
2629
2630 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2631                             struct slab *slabp)
2632 {
2633         int i;
2634
2635         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2636                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2637 #if DEBUG
2638                 /* need to poison the objs? */
2639                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2640                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2641                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2642                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2643
2644                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2645                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2646                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2647                 }
2648                 /*
2649                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2650                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2651                  * They must also be threaded.
2652                  */
2653                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2654                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2655
2656                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2657                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2658                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2659                                            " end of an object");
2660                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2661                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2662                                            " start of an object");
2663                 }
2664                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2665                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2666                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2667                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2668 #else
2669                 if (cachep->ctor)
2670                         cachep->ctor(objp);
2671 #endif
2672                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2673         }
2674         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2675 }
2676
2677 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2678 {
2679         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2680                 if (flags & GFP_DMA)
2681                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2682                 else
2683                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2684         }
2685 }
2686
2687 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2688                                 int nodeid)
2689 {
2690         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2691         kmem_bufctl_t next;
2692
2693         slabp->inuse++;
2694         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2695 #if DEBUG
2696         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2697         WARN_ON(page_to_nid(virt_to_page(objp)) != nodeid);
2698 #endif
2699         slabp->free = next;
2700
2701         return objp;
2702 }
2703
2704 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2705                                 void *objp, int nodeid)
2706 {
2707         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2708
2709 #if DEBUG
2710         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2711         WARN_ON(page_to_nid(virt_to_page(objp)) != nodeid);
2712
2713         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2714                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2715                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2716                 BUG();
2717         }
2718 #endif
2719         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2720         slabp->free = objnr;
2721         slabp->inuse--;
2722 }
2723
2724 /*
2725  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2726  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2727  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2728  */
2729 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2730                            struct page *page)
2731 {
2732         int nr_pages;
2733
2734         nr_pages = 1;
2735         if (likely(!PageCompound(page)))
2736                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2737
2738         do {
2739                 page->slab_cache = cache;
2740                 page->slab_page = slab;
2741                 page++;
2742         } while (--nr_pages);
2743 }
2744
2745 /*
2746  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2747  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2748  */
2749 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2750                 gfp_t flags, int nodeid, struct page *page)
2751 {
2752         struct slab *slabp;
2753         size_t offset;
2754         gfp_t local_flags;
2755         struct kmem_cache_node *n;
2756
2757         /*
2758          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2759          * critical path in kmem_cache_alloc().
2760          */
2761         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2762         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2763
2764         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2765         check_irq_off();
2766         n = cachep->node[nodeid];
2767         spin_lock(&n->list_lock);
2768
2769         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2770         offset = n->colour_next;
2771         n->colour_next++;
2772         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2773                 n->colour_next = 0;
2774         spin_unlock(&n->list_lock);
2775
2776         offset *= cachep->colour_off;
2777
2778         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2779                 local_irq_enable();
2780
2781         /*
2782          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2783          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2784          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2785          * will eventually be caught here (where it matters).
2786          */
2787         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2788
2789         /*
2790          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2791          * 'nodeid'.
2792          */
2793         if (!page)
2794                 page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2795         if (!page)
2796                 goto failed;
2797
2798         /* Get slab management. */
2799         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2800                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2801         if (!slabp)
2802                 goto opps1;
2803
2804         slab_map_pages(cachep, slabp, page);
2805
2806         cache_init_objs(cachep, slabp);
2807
2808         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2809                 local_irq_disable();
2810         check_irq_off();
2811         spin_lock(&n->list_lock);
2812
2813         /* Make slab active. */
2814         list_add_tail(&slabp->list, &(n->slabs_free));
2815         STATS_INC_GROWN(cachep);
2816         n->free_objects += cachep->num;
2817         spin_unlock(&n->list_lock);
2818         return 1;
2819 opps1:
2820         kmem_freepages(cachep, page);
2821 failed:
2822         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2823                 local_irq_disable();
2824         return 0;
2825 }
2826
2827 #if DEBUG
2828
2829 /*
2830  * Perform extra freeing checks:
2831  * - detect bad pointers.
2832  * - POISON/RED_ZONE checking
2833  */
2834 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2835 {
2836         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2837                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2838                        (unsigned long)objp);
2839                 BUG();
2840         }
2841 }
2842
2843 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2844 {
2845         unsigned long long redzone1, redzone2;
2846
2847         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2848         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2849
2850         /*
2851          * Redzone is ok.
2852          */
2853         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2854                 return;
2855
2856         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2857                 slab_error(cache, "double free detected");
2858         else
2859                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2860
2861         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2862                         obj, redzone1, redzone2);
2863 }
2864
2865 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2866                                    unsigned long caller)
2867 {
2868         unsigned int objnr;
2869         struct slab *slabp;
2870
2871         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2872
2873         objp -= obj_offset(cachep);
2874         kfree_debugcheck(objp);
2875         slabp = virt_to_slab(objp);
2876
2877         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2878                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2879                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2880                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2881         }
2882         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2883                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2884
2885         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2886
2887         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2888         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2889
2890 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2891         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2892 #endif
2893         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2894 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2895                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2896                         store_stackinfo(cachep, objp, caller);
2897                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2898                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2899                 } else {
2900                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2901                 }
2902 #else
2903                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2904 #endif
2905         }
2906         return objp;
2907 }
2908
2909 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2910 {
2911         kmem_bufctl_t i;
2912         int entries = 0;
2913
2914         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2915         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2916                 entries++;
2917                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2918                         goto bad;
2919         }
2920         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2921 bad:
2922                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2923                         "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Tainted(%s). Hexdump:\n",
2924                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse,
2925                         print_tainted());
2926                 print_hex_dump(KERN_ERR, "", DUMP_PREFIX_OFFSET, 16, 1, slabp,
2927                         sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t),
2928                         1);
2929                 BUG();
2930         }
2931 }
2932 #else
2933 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2934 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2935 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2936 #endif
2937
2938 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2939                                                         bool force_refill)
2940 {
2941         int batchcount;
2942         struct kmem_cache_node *n;
2943         struct array_cache *ac;
2944         int node;
2945
2946         check_irq_off();
2947         node = numa_mem_id();
2948         if (unlikely(force_refill))
2949                 goto force_grow;
2950 retry:
2951         ac = cpu_cache_get(cachep);
2952         batchcount = ac->batchcount;
2953         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2954                 /*
2955                  * If there was little recent activity on this cache, then
2956                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2957                  * refill bouncing.
2958                  */
2959                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2960         }
2961         n = cachep->node[node];
2962
2963         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2964         spin_lock(&n->list_lock);
2965
2966         /* See if we can refill from the shared array */
2967         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2968                 n->shared->touched = 1;
2969                 goto alloc_done;
2970         }
2971
2972         while (batchcount > 0) {
2973                 struct list_head *entry;
2974                 struct slab *slabp;
2975                 /* Get slab alloc is to come from. */
2976                 entry = n->slabs_partial.next;
2977                 if (entry == &n->slabs_partial) {
2978                         n->free_touched = 1;
2979                         entry = n->slabs_free.next;
2980                         if (entry == &n->slabs_free)
2981                                 goto must_grow;
2982                 }
2983
2984                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2985                 check_slabp(cachep, slabp);
2986                 check_spinlock_acquired(cachep);
2987
2988                 /*
2989                  * The slab was either on partial or free list so
2990                  * there must be at least one object available for
2991                  * allocation.
2992                  */
2993                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
2994
2995                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
2996                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2997                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2998                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2999
3000                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, slabp,
3001                                                                         node));
3002                 }
3003                 check_slabp(cachep, slabp);
3004
3005                 /* move slabp to correct slabp list: */
3006                 list_del(&slabp->list);
3007                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3008                         list_add(&slabp->list, &n->slabs_full);
3009                 else
3010                         list_add(&slabp->list, &n->slabs_partial);
3011         }
3012
3013 must_grow:
3014         n->free_objects -= ac->avail;
3015 alloc_done:
3016         spin_unlock(&n->list_lock);
3017
3018         if (unlikely(!ac->avail)) {
3019                 int x;
3020 force_grow:
3021                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3022
3023                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3024                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3025                 node = numa_mem_id();
3026
3027                 /* no objects in sight? abort */
3028                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
3029                         return NULL;
3030
3031                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3032                         goto retry;
3033         }
3034         ac->touched = 1;
3035
3036         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
3037 }
3038
3039 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3040                                                 gfp_t flags)
3041 {
3042         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3043 #if DEBUG
3044         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3045 #endif
3046 }
3047
3048 #if DEBUG
3049 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3050                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
3051 {
3052         if (!objp)
3053                 return objp;
3054         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3055 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3056                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3057                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3058                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
3059                 else
3060                         check_poison_obj(cachep, objp);
3061 #else
3062                 check_poison_obj(cachep, objp);
3063 #endif
3064                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3065         }
3066         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3067                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3068
3069         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3070                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3071                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3072                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3073                                                 " object was overwritten");
3074                         printk(KERN_ERR
3075                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3076                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3077                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3078                 }
3079                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3080                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3081         }
3082 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3083         {
3084                 struct slab *slabp;
3085                 unsigned objnr;
3086
3087                 slabp = virt_to_slab(objp);
3088                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->size;
3089                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3090         }
3091 #endif
3092         objp += obj_offset(cachep);
3093         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3094                 cachep->ctor(objp);
3095         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3096             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3097                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3098                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3099         }
3100         return objp;
3101 }
3102 #else
3103 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3104 #endif
3105
3106 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3107 {
3108         if (cachep == kmem_cache)
3109                 return false;
3110
3111         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
3112 }
3113
3114 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3115 {
3116         void *objp;
3117         struct array_cache *ac;
3118         bool force_refill = false;
3119
3120         check_irq_off();
3121
3122         ac = cpu_cache_get(cachep);
3123         if (likely(ac->avail)) {
3124                 ac->touched = 1;
3125                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
3126
3127                 /*
3128                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
3129                  * by the current flags
3130                  */
3131                 if (objp) {
3132                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3133                         goto out;
3134                 }
3135                 force_refill = true;
3136         }
3137
3138         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3139         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
3140         /*
3141          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3142          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3143          */
3144         ac = cpu_cache_get(cachep);
3145
3146 out:
3147         /*
3148          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3149          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3150          * treat the array pointers as a reference to the object.
3151          */
3152         if (objp)
3153                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3154         return objp;
3155 }
3156
3157 #ifdef CONFIG_NUMA
3158 /*
3159  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3160  *
3161  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3162  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3163  */
3164 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3165 {
3166         int nid_alloc, nid_here;
3167
3168         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3169                 return NULL;
3170         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3171         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3172                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3173         else if (current->mempolicy)
3174                 nid_alloc = slab_node();
3175         if (nid_alloc != nid_here)
3176                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3177         return NULL;
3178 }
3179
3180 /*
3181  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3182  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3183  * available node for available objects. If that fails then we
3184  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3185  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3186  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3187  */
3188 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3189 {
3190         struct zonelist *zonelist;
3191         gfp_t local_flags;
3192         struct zoneref *z;
3193         struct zone *zone;
3194         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3195         void *obj = NULL;
3196         int nid;
3197         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3198
3199         if (flags & __GFP_THISNODE)
3200                 return NULL;
3201
3202         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3203
3204 retry_cpuset:
3205         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
3206         zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
3207
3208 retry:
3209         /*
3210          * Look through allowed nodes for objects available
3211          * from existing per node queues.
3212          */
3213         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3214                 nid = zone_to_nid(zone);
3215
3216                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3217                         cache->node[nid] &&
3218                         cache->node[nid]->free_objects) {
3219                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3220                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3221                                 if (obj)
3222                                         break;
3223                 }
3224         }
3225
3226         if (!obj) {
3227                 /*
3228                  * This allocation will be performed within the constraints
3229                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3230                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3231                  * set and go into memory reserves if necessary.
3232                  */
3233                 struct page *page;
3234
3235                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3236                         local_irq_enable();
3237                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3238                 page = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3239                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3240                         local_irq_disable();
3241                 if (page) {
3242                         /*
3243                          * Insert into the appropriate per node queues
3244                          */
3245                         nid = page_to_nid(page);
3246                         if (cache_grow(cache, flags, nid, page)) {
3247                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3248                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3249                                 if (!obj)
3250                                         /*
3251                                          * Another processor may allocate the
3252                                          * objects in the slab since we are
3253                                          * not holding any locks.
3254                                          */
3255                                         goto retry;
3256                         } else {
3257                                 /* cache_grow already freed obj */
3258                                 obj = NULL;
3259                         }
3260                 }
3261         }
3262
3263         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !obj))
3264                 goto retry_cpuset;
3265         return obj;
3266 }
3267
3268 /*
3269  * A interface to enable slab creation on nodeid
3270  */
3271 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3272                                 int nodeid)
3273 {
3274         struct list_head *entry;
3275         struct slab *slabp;
3276         struct kmem_cache_node *n;
3277         void *obj;
3278         int x;
3279
3280         VM_BUG_ON(nodeid > num_online_nodes());
3281         n = cachep->node[nodeid];
3282         BUG_ON(!n);
3283
3284 retry:
3285         check_irq_off();
3286         spin_lock(&n->list_lock);
3287         entry = n->slabs_partial.next;
3288         if (entry == &n->slabs_partial) {
3289                 n->free_touched = 1;
3290                 entry = n->slabs_free.next;
3291                 if (entry == &n->slabs_free)
3292                         goto must_grow;
3293         }
3294
3295         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3296         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3297         check_slabp(cachep, slabp);
3298
3299         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3300         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3301         STATS_SET_HIGH(cachep);
3302
3303         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3304
3305         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3306         check_slabp(cachep, slabp);
3307         n->free_objects--;
3308         /* move slabp to correct slabp list: */
3309         list_del(&slabp->list);
3310
3311         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3312                 list_add(&slabp->list, &n->slabs_full);
3313         else
3314                 list_add(&slabp->list, &n->slabs_partial);
3315
3316         spin_unlock(&n->list_lock);
3317         goto done;
3318
3319 must_grow:
3320         spin_unlock(&n->list_lock);
3321         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3322         if (x)
3323                 goto retry;
3324
3325         return fallback_alloc(cachep, flags);
3326
3327 done:
3328         return obj;
3329 }
3330
3331 static __always_inline void *
3332 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3333                    unsigned long caller)
3334 {
3335         unsigned long save_flags;
3336         void *ptr;
3337         int slab_node = numa_mem_id();
3338
3339         flags &= gfp_allowed_mask;
3340
3341         lockdep_trace_alloc(flags);
3342
3343         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3344                 return NULL;
3345
3346         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3347
3348         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3349         local_irq_save(save_flags);
3350
3351         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3352                 nodeid = slab_node;
3353
3354         if (unlikely(!cachep->node[nodeid])) {
3355                 /* Node not bootstrapped yet */
3356                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3357                 goto out;
3358         }
3359
3360         if (nodeid == slab_node) {
3361                 /*
3362                  * Use the locally cached objects if possible.
3363                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3364                  * to other nodes. It may fail while we still have
3365                  * objects on other nodes available.
3366                  */
3367                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3368                 if (ptr)
3369                         goto out;
3370         }
3371         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3372         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3373   out:
3374         local_irq_restore(save_flags);
3375         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3376         kmemleak_alloc_recursive(ptr, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3377                                  flags);
3378
3379         if (likely(ptr))
3380                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, cachep->object_size);
3381
3382         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3383                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3384
3385         return ptr;
3386 }
3387
3388 static __always_inline void *
3389 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3390 {
3391         void *objp;
3392
3393         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3394                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3395                 if (objp)
3396                         goto out;
3397         }
3398         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3399
3400         /*
3401          * We may just have run out of memory on the local node.
3402          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3403          */
3404         if (!objp)
3405                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3406
3407   out:
3408         return objp;
3409 }
3410 #else
3411
3412 static __always_inline void *
3413 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3414 {
3415         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3416 }
3417
3418 #endif /* CONFIG_NUMA */
3419
3420 static __always_inline void *
3421 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3422 {
3423         unsigned long save_flags;
3424         void *objp;
3425
3426         flags &= gfp_allowed_mask;
3427
3428         lockdep_trace_alloc(flags);
3429
3430         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3431                 return NULL;
3432
3433         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3434
3435         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3436         local_irq_save(save_flags);
3437         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3438         local_irq_restore(save_flags);
3439         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3440         kmemleak_alloc_recursive(objp, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3441                                  flags);
3442         prefetchw(objp);
3443
3444         if (likely(objp))
3445                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, cachep->object_size);
3446
3447         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3448                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3449
3450         return objp;
3451 }
3452
3453 /*
3454  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3455  */
3456 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3457                        int node)
3458 {
3459         int i;
3460         struct kmem_cache_node *n;
3461
3462         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3463                 void *objp;
3464                 struct slab *slabp;
3465
3466                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3467                 objp = objpp[i];
3468
3469                 slabp = virt_to_slab(objp);
3470                 n = cachep->node[node];
3471                 list_del(&slabp->list);
3472                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3473                 check_slabp(cachep, slabp);
3474                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3475                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3476                 n->free_objects++;
3477                 check_slabp(cachep, slabp);
3478
3479                 /* fixup slab chains */
3480                 if (slabp->inuse == 0) {
3481                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3482                                 n->free_objects -= cachep->num;
3483                                 /* No need to drop any previously held
3484                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3485                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3486                                  * a different cache, refer to comments before
3487                                  * alloc_slabmgmt.
3488                                  */
3489                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3490                         } else {
3491                                 list_add(&slabp->list, &n->slabs_free);
3492                         }
3493                 } else {
3494                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3495                          * partial list on free - maximum time for the
3496                          * other objects to be freed, too.
3497                          */
3498                         list_add_tail(&slabp->list, &n->slabs_partial);
3499                 }
3500         }
3501 }
3502
3503 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3504 {
3505         int batchcount;
3506         struct kmem_cache_node *n;
3507         int node = numa_mem_id();
3508
3509         batchcount = ac->batchcount;
3510 #if DEBUG
3511         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3512 #endif
3513         check_irq_off();
3514         n = cachep->node[node];
3515         spin_lock(&n->list_lock);
3516         if (n->shared) {
3517                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3518                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3519                 if (max) {
3520                         if (batchcount > max)
3521                                 batchcount = max;
3522                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3523                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3524                         shared_array->avail += batchcount;
3525                         goto free_done;
3526                 }
3527         }
3528
3529         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3530 free_done:
3531 #if STATS
3532         {
3533                 int i = 0;
3534                 struct list_head *p;
3535
3536                 p = n->slabs_free.next;
3537                 while (p != &(n->slabs_free)) {
3538                         struct slab *slabp;
3539
3540                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3541                         BUG_ON(slabp->inuse);
3542
3543                         i++;
3544                         p = p->next;
3545                 }
3546                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3547         }
3548 #endif
3549         spin_unlock(&n->list_lock);
3550         ac->avail -= batchcount;
3551         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3552 }
3553
3554 /*
3555  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3556  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3557  */
3558 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3559                                 unsigned long caller)
3560 {
3561         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3562
3563         check_irq_off();
3564         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3565         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3566
3567         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3568
3569         /*
3570          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3571          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3572          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3573          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3574          * the cache.
3575          */
3576         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3577                 return;
3578
3579         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3580                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3581         } else {
3582                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3583                 cache_flusharray(cachep, ac);
3584         }
3585
3586         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3587 }
3588
3589 /**
3590  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3591  * @cachep: The cache to allocate from.
3592  * @flags: See kmalloc().
3593  *
3594  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3595  * if the cache has no available objects.
3596  */
3597 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3598 {
3599         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3600
3601         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3602                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3603
3604         return ret;
3605 }
3606 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3607
3608 #ifdef CONFIG_TRACING
3609 void *
3610 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3611 {
3612         void *ret;
3613
3614         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3615
3616         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3617                       size, cachep->size, flags);
3618         return ret;
3619 }
3620 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3621 #endif
3622
3623 #ifdef CONFIG_NUMA
3624 /**
3625  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3626  * @cachep: The cache to allocate from.
3627  * @flags: See kmalloc().
3628  * @nodeid: node number of the target node.
3629  *
3630  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3631  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3632  *
3633  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3634  */
3635 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3636 {
3637         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3638
3639         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3640                                     cachep->object_size, cachep->size,
3641                                     flags, nodeid);
3642
3643         return ret;
3644 }
3645 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3646
3647 #ifdef CONFIG_TRACING
3648 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3649                                   gfp_t flags,
3650                                   int nodeid,
3651                                   size_t size)
3652 {
3653         void *ret;
3654
3655         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3656
3657         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3658                            size, cachep->size,
3659                            flags, nodeid);
3660         return ret;
3661 }
3662 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3663 #endif
3664
3665 static __always_inline void *
3666 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3667 {
3668         struct kmem_cache *cachep;
3669
3670         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3671         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3672                 return cachep;
3673         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3674 }
3675
3676 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3677 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3678 {
3679         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3680 }
3681 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3682
3683 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3684                 int node, unsigned long caller)
3685 {
3686         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3687 }
3688 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3689 #else
3690 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3691 {
3692         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, 0);
3693 }
3694 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3695 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3696 #endif /* CONFIG_NUMA */
3697
3698 /**
3699  * __do_kmalloc - allocate memory
3700  * @size: how many bytes of memory are required.
3701  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3702  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3703  */
3704 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3705                                           unsigned long caller)
3706 {
3707         struct kmem_cache *cachep;
3708         void *ret;
3709
3710         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3711          * __ with kmem_.
3712          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3713          * functions.
3714          */
3715         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3716         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3717                 return cachep;
3718         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3719
3720         trace_kmalloc(caller, ret,
3721                       size, cachep->size, flags);
3722
3723         return ret;
3724 }
3725
3726
3727 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3728 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3729 {
3730         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3731 }
3732 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3733
3734 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3735 {
3736         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3737 }
3738 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3739
3740 #else
3741 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3742 {
3743         return __do_kmalloc(size, flags, 0);
3744 }
3745 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3746 #endif
3747
3748 /**
3749  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3750  * @cachep: The cache the allocation was from.
3751  * @objp: The previously allocated object.
3752  *
3753  * Free an object which was previously allocated from this
3754  * cache.
3755  */
3756 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3757 {
3758         unsigned long flags;
3759         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3760         if (!cachep)
3761                 return;
3762
3763         local_irq_save(flags);
3764         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3765         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3766                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3767         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3768         local_irq_restore(flags);
3769
3770         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3771 }
3772 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3773
3774 /**
3775  * kfree - free previously allocated memory
3776  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3777  *
3778  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3779  *
3780  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3781  * or you will run into trouble.
3782  */
3783 void kfree(const void *objp)
3784 {
3785         struct kmem_cache *c;
3786         unsigned long flags;
3787
3788         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3789
3790         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3791                 return;
3792         local_irq_save(flags);
3793         kfree_debugcheck(objp);
3794         c = virt_to_cache(objp);
3795         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3796
3797         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3798         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3799         local_irq_restore(flags);
3800 }
3801 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3802
3803 /*
3804  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3805  */
3806 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3807 {
3808         int node;
3809         struct kmem_cache_node *n;
3810         struct array_cache *new_shared;
3811         struct array_cache **new_alien = NULL;
3812
3813         for_each_online_node(node) {
3814
3815                 if (use_alien_caches) {
3816                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3817                         if (!new_alien)
3818                                 goto fail;
3819                 }
3820
3821                 new_shared = NULL;
3822                 if (cachep->shared) {
3823                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3824                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3825                                         0xbaadf00d, gfp);
3826                         if (!new_shared) {
3827                                 free_alien_cache(new_alien);
3828                                 goto fail;
3829                         }
3830                 }
3831
3832                 n = cachep->node[node];
3833                 if (n) {
3834                         struct array_cache *shared = n->shared;
3835
3836                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3837
3838                         if (shared)
3839                                 free_block(cachep, shared->entry,
3840                                                 shared->avail, node);
3841
3842                         n->shared = new_shared;
3843                         if (!n->alien) {
3844                                 n->alien = new_alien;
3845                                 new_alien = NULL;
3846                         }
3847                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3848                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3849                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3850                         kfree(shared);
3851                         free_alien_cache(new_alien);
3852                         continue;
3853                 }
3854                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3855                 if (!n) {
3856                         free_alien_cache(new_alien);
3857                         kfree(new_shared);
3858                         goto fail;
3859                 }
3860
3861                 kmem_cache_node_init(n);
3862                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3863                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3864                 n->shared = new_shared;
3865                 n->alien = new_alien;
3866                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3867                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3868                 cachep->node[node] = n;
3869         }
3870         return 0;
3871
3872 fail:
3873         if (!cachep->list.next) {
3874                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3875                 node--;
3876                 while (node >= 0) {
3877                         if (cachep->node[node]) {
3878                                 n = cachep->node[node];
3879
3880                                 kfree(n->shared);
3881                                 free_alien_cache(n->alien);
3882                                 kfree(n);
3883                                 cachep->node[node] = NULL;
3884                         }
3885                         node--;
3886                 }
3887         }
3888         return -ENOMEM;
3889 }
3890
3891 struct ccupdate_struct {
3892         struct kmem_cache *cachep;
3893         struct array_cache *new[0];
3894 };
3895
3896 static void do_ccupdate_local(void *info)
3897 {
3898         struct ccupdate_struct *new = info;
3899         struct array_cache *old;
3900
3901         check_irq_off();
3902         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3903
3904         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3905         new->new[smp_processor_id()] = old;
3906 }
3907
3908 /* Always called with the slab_mutex held */
3909 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3910                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3911 {
3912         struct ccupdate_struct *new;
3913         int i;
3914
3915         new = kzalloc(sizeof(*new) + nr_cpu_ids * sizeof(struct array_cache *),
3916                       gfp);
3917         if (!new)
3918                 return -ENOMEM;
3919
3920         for_each_online_cpu(i) {
3921                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
3922                                                 batchcount, gfp);
3923                 if (!new->new[i]) {
3924                         for (i--; i >= 0; i--)
3925                                 kfree(new->new[i]);
3926                         kfree(new);
3927                         return -ENOMEM;
3928                 }
3929         }
3930         new->cachep = cachep;
3931
3932         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3933
3934         check_irq_on();
3935         cachep->batchcount = batchcount;
3936         cachep->limit = limit;
3937         cachep->shared = shared;
3938
3939         for_each_online_cpu(i) {
3940                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3941                 if (!ccold)
3942                         continue;
3943                 spin_lock_irq(&cachep->node[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3944                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_mem(i));
3945                 spin_unlock_irq(&cachep->node[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3946                 kfree(ccold);
3947         }
3948         kfree(new);
3949         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
3950 }
3951
3952 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3953                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3954 {
3955         int ret;
3956         struct kmem_cache *c = NULL;
3957         int i = 0;
3958
3959         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3960
3961         if (slab_state < FULL)
3962                 return ret;
3963
3964         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3965                 return ret;
3966
3967         VM_BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
3968         for_each_memcg_cache_index(i) {
3969                 c = cache_from_memcg(cachep, i);
3970                 if (c)
3971                         /* return value determined by the parent cache only */
3972                         __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3973         }
3974
3975         return ret;
3976 }
3977
3978 /* Called with slab_mutex held always */
3979 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3980 {
3981         int err;
3982         int limit = 0;
3983         int shared = 0;
3984         int batchcount = 0;
3985
3986         if (!is_root_cache(cachep)) {
3987                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3988                 limit = root->limit;
3989                 shared = root->shared;
3990                 batchcount = root->batchcount;
3991         }
3992
3993         if (limit && shared && batchcount)
3994                 goto skip_setup;
3995         /*
3996          * The head array serves three purposes:
3997          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3998          * - reduce the number of spinlock operations.
3999          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4000          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4001          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4002          * Bonwick.
4003          */
4004         if (cachep->size > 131072)
4005                 limit = 1;
4006         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
4007                 limit = 8;
4008         else if (cachep->size > 1024)
4009                 limit = 24;
4010         else if (cachep->size > 256)
4011                 limit = 54;
4012         else
4013                 limit = 120;
4014
4015         /*
4016          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4017          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4018          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4019          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4020          * replaces Bonwick's magazine layer.
4021          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4022          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4023          */
4024         shared = 0;
4025         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4026                 shared = 8;
4027
4028 #if DEBUG
4029         /*
4030          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4031          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4032          */
4033         if (limit > 32)
4034                 limit = 32;
4035 #endif
4036         batchcount = (limit + 1) / 2;
4037 skip_setup:
4038         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
4039         if (err)
4040                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4041                        cachep->name, -err);
4042         return err;
4043 }
4044
4045 /*
4046  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
4047  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
4048  * if drain_array() is used on the shared array.
4049  */
4050 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
4051                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4052 {
4053         int tofree;
4054
4055         if (!ac || !ac->avail)
4056                 return;
4057         if (ac->touched && !force) {
4058                 ac->touched = 0;
4059         } else {
4060                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4061                 if (ac->avail) {
4062                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4063                         if (tofree > ac->avail)
4064                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4065                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4066                         ac->avail -= tofree;
4067                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4068                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4069                 }
4070                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4071         }
4072 }
4073
4074 /**
4075  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4076  * @w: work descriptor
4077  *
4078  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4079  * Purpose:
4080  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4081  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4082  *
4083  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4084  * again on the next iteration.
4085  */
4086 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4087 {
4088         struct kmem_cache *searchp;
4089         struct kmem_cache_node *n;
4090         int node = numa_mem_id();
4091         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4092
4093         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
4094                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4095                 goto out;
4096
4097         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
4098                 check_irq_on();
4099
4100                 /*
4101                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
4102                  * have established with reasonable certainty that
4103                  * we can do some work if the lock was obtained.
4104                  */
4105                 n = searchp->node[node];
4106
4107                 reap_alien(searchp, n);
4108
4109                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4110
4111                 /*
4112                  * These are racy checks but it does not matter
4113                  * if we skip one check or scan twice.
4114                  */
4115                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
4116                         goto next;
4117
4118                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4119
4120                 drain_array(searchp, n, n->shared, 0, node);
4121
4122                 if (n->free_touched)
4123                         n->free_touched = 0;
4124                 else {
4125                         int freed;
4126
4127                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
4128                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4129                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4130                 }
4131 next:
4132                 cond_resched();
4133         }
4134         check_irq_on();
4135         mutex_unlock(&slab_mutex);
4136         next_reap_node();
4137 out:
4138         /* Set up the next iteration */
4139         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4140 }
4141
4142 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4143 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4144 {
4145         struct slab *slabp;
4146         unsigned long active_objs;
4147         unsigned long num_objs;
4148         unsigned long active_slabs = 0;
4149         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4150         const char *name;
4151         char *error = NULL;
4152         int node;
4153         struct kmem_cache_node *n;
4154
4155         active_objs = 0;
4156         num_slabs = 0;
4157         for_each_online_node(node) {
4158                 n = cachep->node[node];
4159                 if (!n)
4160                         continue;
4161
4162                 check_irq_on();
4163                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4164
4165                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_full, list) {
4166                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4167                                 error = "slabs_full accounting error";
4168                         active_objs += cachep->num;
4169                         active_slabs++;
4170                 }
4171                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_partial, list) {
4172                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4173                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4174                         if (!slabp->inuse && !error)
4175                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4176                         active_objs += slabp->inuse;
4177                         active_slabs++;
4178                 }
4179                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_free, list) {
4180                         if (slabp->inuse && !error)
4181                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4182                         num_slabs++;
4183                 }
4184                 free_objects += n->free_objects;
4185                 if (n->shared)
4186                         shared_avail += n->shared->avail;
4187
4188                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4189         }
4190         num_slabs += active_slabs;
4191         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4192         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4193                 error = "free_objects accounting error";
4194
4195         name = cachep->name;
4196         if (error)
4197                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4198
4199         sinfo->active_objs = active_objs;
4200         sinfo->num_objs = num_objs;
4201         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4202         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4203         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4204         sinfo->limit = cachep->limit;
4205         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4206         sinfo->shared = cachep->shared;
4207         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4208         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4209 }
4210
4211 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4212 {
4213 #if STATS
4214         {                       /* node stats */
4215                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4216                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4217                 unsigned long grown = cachep->grown;
4218                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4219                 unsigned long errors = cachep->errors;
4220                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4221                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4222                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4223                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4224
4225                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4226                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4227                            allocs, high, grown,
4228                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4229                            node_frees, overflows);
4230         }
4231         /* cpu stats */
4232         {
4233                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4234                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4235                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4236                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4237
4238                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4239                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4240         }
4241 #endif
4242 }
4243
4244 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4245 /**
4246  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4247  * @file: unused
4248  * @buffer: user buffer
4249  * @count: data length
4250  * @ppos: unused
4251  */
4252 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4253                        size_t count, loff_t *ppos)
4254 {
4255         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4256         int limit, batchcount, shared, res;
4257         struct kmem_cache *cachep;
4258
4259         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4260                 return -EINVAL;
4261         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4262                 return -EFAULT;
4263         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4264
4265         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4266         if (!tmp)
4267                 return -EINVAL;
4268         *tmp = '\0';
4269         tmp++;
4270         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4271                 return -EINVAL;
4272
4273         /* Find the cache in the chain of caches. */
4274         mutex_lock(&slab_mutex);
4275         res = -EINVAL;
4276         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4277                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4278                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4279                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4280                                 res = 0;
4281                         } else {
4282                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4283                                                        batchcount, shared,
4284                                                        GFP_KERNEL);
4285                         }
4286                         break;
4287                 }
4288         }
4289         mutex_unlock(&slab_mutex);
4290         if (res >= 0)
4291                 res = count;
4292         return res;
4293 }
4294
4295 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4296
4297 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4298 {
4299         mutex_lock(&slab_mutex);
4300         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4301 }
4302
4303 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4304 {
4305         unsigned long *p;
4306         int l;
4307         if (!v)
4308                 return 1;
4309         l = n[1];
4310         p = n + 2;
4311         while (l) {
4312                 int i = l/2;
4313                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4314                 if (*q == v) {
4315                         q[1]++;
4316                         return 1;
4317                 }
4318                 if (*q > v) {
4319                         l = i;
4320                 } else {
4321                         p = q + 2;
4322                         l -= i + 1;
4323                 }
4324         }
4325         if (++n[1] == n[0])
4326                 return 0;
4327         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4328         p[0] = v;
4329         p[1] = 1;
4330         return 1;
4331 }
4332
4333 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4334 {
4335         void *p;
4336         int i;
4337         if (n[0] == n[1])
4338                 return;
4339         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4340                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4341                         continue;
4342                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4343                         return;
4344         }
4345 }
4346
4347 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4348 {
4349 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4350         unsigned long offset, size;
4351         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4352
4353         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4354                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4355                 if (modname[0])
4356                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4357                 return;
4358         }
4359 #endif
4360         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4361 }
4362
4363 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4364 {
4365         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4366         struct slab *slabp;
4367         struct kmem_cache_node *n;
4368         const char *name;
4369         unsigned long *x = m->private;
4370         int node;
4371         int i;
4372
4373         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4374                 return 0;
4375         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4376                 return 0;
4377
4378         /* OK, we can do it */
4379
4380         x[1] = 0;
4381
4382         for_each_online_node(node) {
4383                 n = cachep->node[node];
4384                 if (!n)
4385                         continue;
4386
4387                 check_irq_on();
4388                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4389
4390                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_full, list)
4391                         handle_slab(x, cachep, slabp);
4392                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_partial, list)
4393                         handle_slab(x, cachep, slabp);
4394                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4395         }
4396         name = cachep->name;
4397         if (x[0] == x[1]) {
4398                 /* Increase the buffer size */
4399                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4400                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4401                 if (!m->private) {
4402                         /* Too bad, we are really out */
4403                         m->private = x;
4404                         mutex_lock(&slab_mutex);
4405                         return -ENOMEM;
4406                 }
4407                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4408                 kfree(x);
4409                 mutex_lock(&slab_mutex);
4410                 /* Now make sure this entry will be retried */
4411                 m->count = m->size;
4412                 return 0;
4413         }
4414         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4415                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4416                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4417                 seq_putc(m, '\n');
4418         }
4419
4420         return 0;
4421 }
4422
4423 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4424         .start = leaks_start,
4425         .next = slab_next,
4426         .stop = slab_stop,
4427         .show = leaks_show,
4428 };
4429
4430 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4431 {
4432         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4433         int ret = -ENOMEM;
4434         if (n) {
4435                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4436                 if (!ret) {
4437                         struct seq_file *m = file->private_data;
4438                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4439                         m->private = n;
4440                         n = NULL;
4441                 }
4442                 kfree(n);
4443         }
4444         return ret;
4445 }
4446
4447 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4448         .open           = slabstats_open,
4449         .read           = seq_read,
4450         .llseek         = seq_lseek,
4451         .release        = seq_release_private,
4452 };
4453 #endif
4454
4455 static int __init slab_proc_init(void)
4456 {
4457 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4458         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4459 #endif
4460         return 0;
4461 }
4462 module_init(slab_proc_init);
4463 #endif
4464
4465 /**
4466  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4467  * @objp: Pointer to the object
4468  *
4469  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4470  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4471  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4472  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4473  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4474  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4475  * must not be freed during the duration of the call.
4476  */
4477 size_t ksize(const void *objp)
4478 {
4479         BUG_ON(!objp);
4480         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4481                 return 0;
4482
4483         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4484 }
4485 EXPORT_SYMBOL(ksize);