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