mm/slab: Sharing s_next and s_stop between slab and slub
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'slab_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/uaccess.h>
108 #include        <linux/nodemask.h>
109 #include        <linux/kmemleak.h>
110 #include        <linux/mempolicy.h>
111 #include        <linux/mutex.h>
112 #include        <linux/fault-inject.h>
113 #include        <linux/rtmutex.h>
114 #include        <linux/reciprocal_div.h>
115 #include        <linux/debugobjects.h>
116 #include        <linux/kmemcheck.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118 #include        <linux/prefetch.h>
119
120 #include        <net/sock.h>
121
122 #include        <asm/cacheflush.h>
123 #include        <asm/tlbflush.h>
124 #include        <asm/page.h>
125
126 #include <trace/events/kmem.h>
127
128 #include        "internal.h"
129
130 #include        "slab.h"
131
132 /*
133  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
134  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
135  *
136  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
137  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
138  *
139  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
140  */
141
142 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
143 #define DEBUG           1
144 #define STATS           1
145 #define FORCED_DEBUG    1
146 #else
147 #define DEBUG           0
148 #define STATS           0
149 #define FORCED_DEBUG    0
150 #endif
151
152 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
153 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
154 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
155
156 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
157 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
158 #endif
159
160 /*
161  * true if a page was allocated from pfmemalloc reserves for network-based
162  * swap
163  */
164 static bool pfmemalloc_active __read_mostly;
165
166 /*
167  * kmem_bufctl_t:
168  *
169  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
170  * linked offsets.
171  *
172  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
173  * slab an object belongs to.
174  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
175  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
176  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
177  * that does not use off-slab slabs.
178  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
179  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
180  * to have too many per slab.
181  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
182  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
183  */
184
185 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
186 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
187 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
188 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
189 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
190
191 /*
192  * struct slab_rcu
193  *
194  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
195  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
196  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
197  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
198  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
199  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
200  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
201  *
202  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
203  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
204  */
205 struct slab_rcu {
206         struct rcu_head head;
207         struct kmem_cache *cachep;
208         void *addr;
209 };
210
211 /*
212  * struct slab
213  *
214  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
215  * for a slab, or allocated from an general cache.
216  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
217  */
218 struct slab {
219         union {
220                 struct {
221                         struct list_head list;
222                         unsigned long colouroff;
223                         void *s_mem;            /* including colour offset */
224                         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
225                         kmem_bufctl_t free;
226                         unsigned short nodeid;
227                 };
228                 struct slab_rcu __slab_cover_slab_rcu;
229         };
230 };
231
232 /*
233  * struct array_cache
234  *
235  * Purpose:
236  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
237  * - reduce the number of linked list operations
238  * - reduce spinlock operations
239  *
240  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
241  * footprint.
242  *
243  */
244 struct array_cache {
245         unsigned int avail;
246         unsigned int limit;
247         unsigned int batchcount;
248         unsigned int touched;
249         spinlock_t lock;
250         void *entry[];  /*
251                          * Must have this definition in here for the proper
252                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
253                          * the entries.
254                          *
255                          * Entries should not be directly dereferenced as
256                          * entries belonging to slabs marked pfmemalloc will
257                          * have the lower bits set SLAB_OBJ_PFMEMALLOC
258                          */
259 };
260
261 #define SLAB_OBJ_PFMEMALLOC     1
262 static inline bool is_obj_pfmemalloc(void *objp)
263 {
264         return (unsigned long)objp & SLAB_OBJ_PFMEMALLOC;
265 }
266
267 static inline void set_obj_pfmemalloc(void **objp)
268 {
269         *objp = (void *)((unsigned long)*objp | SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
270         return;
271 }
272
273 static inline void clear_obj_pfmemalloc(void **objp)
274 {
275         *objp = (void *)((unsigned long)*objp & ~SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
276 }
277
278 /*
279  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
280  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
281  */
282 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
283 struct arraycache_init {
284         struct array_cache cache;
285         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
286 };
287
288 /*
289  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
290  */
291 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
292 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
293 #define CACHE_CACHE 0
294 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
295 #define SIZE_NODE (2 * MAX_NUMNODES)
296
297 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
298                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
299 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
300                         int node);
301 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
302 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
303
304 static int slab_early_init = 1;
305
306 #define INDEX_AC kmalloc_index(sizeof(struct arraycache_init))
307 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
308
309 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
310 {
311         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
312         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
313         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
314         parent->shared = NULL;
315         parent->alien = NULL;
316         parent->colour_next = 0;
317         spin_lock_init(&parent->list_lock);
318         parent->free_objects = 0;
319         parent->free_touched = 0;
320 }
321
322 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
323         do {                                                            \
324                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
325                 list_splice(&(cachep->node[nodeid]->slab), listp);      \
326         } while (0)
327
328 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
329         do {                                                            \
330         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
331         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
332         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
333         } while (0)
334
335 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
336 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
337
338 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
339 /*
340  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
341  * cpucache drain/refill cycles.
342  *
343  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
344  * which could lock up otherwise freeable slabs.
345  */
346 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
347 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
348
349 #if STATS
350 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
351 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
352 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
353 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
354 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
355 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
356         do {                                                            \
357                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
358                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
359         } while (0)
360 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
361 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
362 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
363 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
364 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
365         do {                                                            \
366                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
367                         (x)->max_freeable = i;                          \
368         } while (0)
369 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
370 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
371 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
372 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
373 #else
374 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
375 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
376 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
377 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
378 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
379 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
380 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
381 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
382 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
383 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
384 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
385 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
386 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
387 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
388 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
389 #endif
390
391 #if DEBUG
392
393 /*
394  * memory layout of objects:
395  * 0            : objp
396  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
397  *              the end of an object is aligned with the end of the real
398  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
399  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
400  *              redzone word.
401  * cachep->obj_offset: The real object.
402  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
403  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
404  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
405  */
406 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
407 {
408         return cachep->obj_offset;
409 }
410
411 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
412 {
413         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
414         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
415                                       sizeof(unsigned long long));
416 }
417
418 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
419 {
420         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
421         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
422                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
423                                               sizeof(unsigned long long) -
424                                               REDZONE_ALIGN);
425         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
426                                        sizeof(unsigned long long));
427 }
428
429 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
430 {
431         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
432         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
433 }
434
435 #else
436
437 #define obj_offset(x)                   0
438 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
439 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
440 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
441
442 #endif
443
444 /*
445  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
446  * overridden on the command line.
447  */
448 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
449 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
450 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
451 static bool slab_max_order_set __initdata;
452
453 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
454 {
455         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
456         return page->slab_cache;
457 }
458
459 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
460 {
461         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
462
463         VM_BUG_ON(!PageSlab(page));
464         return page->slab_page;
465 }
466
467 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
468                                  unsigned int idx)
469 {
470         return slab->s_mem + cache->size * idx;
471 }
472
473 /*
474  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
475  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
476  *   we can replace (offset / cache->size) by
477  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
478  */
479 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
480                                         const struct slab *slab, void *obj)
481 {
482         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
483         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
484 }
485
486 static struct arraycache_init initarray_generic =
487     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
488
489 /* internal cache of cache description objs */
490 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
491         .batchcount = 1,
492         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
493         .shared = 1,
494         .size = sizeof(struct kmem_cache),
495         .name = "kmem_cache",
496 };
497
498 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
499
500 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
501
502 /*
503  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
504  * for other slabs "off slab".
505  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
506  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
507  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
508  *
509  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
510  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
511  * then comes back up during hotplug
512  */
513 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
514 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
515
516 static struct lock_class_key debugobj_l3_key;
517 static struct lock_class_key debugobj_alc_key;
518
519 static void slab_set_lock_classes(struct kmem_cache *cachep,
520                 struct lock_class_key *l3_key, struct lock_class_key *alc_key,
521                 int q)
522 {
523         struct array_cache **alc;
524         struct kmem_cache_node *n;
525         int r;
526
527         n = cachep->node[q];
528         if (!n)
529                 return;
530
531         lockdep_set_class(&n->list_lock, l3_key);
532         alc = n->alien;
533         /*
534          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
535          * should go away when common slab code is taught to
536          * work even without alien caches.
537          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
538          * for alloc_alien_cache,
539          */
540         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
541                 return;
542         for_each_node(r) {
543                 if (alc[r])
544                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock, alc_key);
545         }
546 }
547
548 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
549 {
550         slab_set_lock_classes(cachep, &debugobj_l3_key, &debugobj_alc_key, node);
551 }
552
553 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
554 {
555         int node;
556
557         for_each_online_node(node)
558                 slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
559 }
560
561 static void init_node_lock_keys(int q)
562 {
563         int i;
564
565         if (slab_state < UP)
566                 return;
567
568         for (i = 1; i < PAGE_SHIFT + MAX_ORDER; i++) {
569                 struct kmem_cache_node *n;
570                 struct kmem_cache *cache = kmalloc_caches[i];
571
572                 if (!cache)
573                         continue;
574
575                 n = cache->node[q];
576                 if (!n || OFF_SLAB(cache))
577                         continue;
578
579                 slab_set_lock_classes(cache, &on_slab_l3_key,
580                                 &on_slab_alc_key, q);
581         }
582 }
583
584 static void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int q)
585 {
586         if (!cachep->node[q])
587                 return;
588
589         slab_set_lock_classes(cachep, &on_slab_l3_key,
590                         &on_slab_alc_key, q);
591 }
592
593 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
594 {
595         int node;
596
597         VM_BUG_ON(OFF_SLAB(cachep));
598         for_each_node(node)
599                 on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
600 }
601
602 static inline void init_lock_keys(void)
603 {
604         int node;
605
606         for_each_node(node)
607                 init_node_lock_keys(node);
608 }
609 #else
610 static void init_node_lock_keys(int q)
611 {
612 }
613
614 static inline void init_lock_keys(void)
615 {
616 }
617
618 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
619 {
620 }
621
622 static inline void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
623 {
624 }
625
626 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
627 {
628 }
629
630 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
631 {
632 }
633 #endif
634
635 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
636
637 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
638 {
639         return cachep->array[smp_processor_id()];
640 }
641
642 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
643 {
644         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
645 }
646
647 /*
648  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
649  */
650 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
651                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
652                            unsigned int *num)
653 {
654         int nr_objs;
655         size_t mgmt_size;
656         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
657
658         /*
659          * The slab management structure can be either off the slab or
660          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
661          * slab is used for:
662          *
663          * - The struct slab
664          * - One kmem_bufctl_t for each object
665          * - Padding to respect alignment of @align
666          * - @buffer_size bytes for each object
667          *
668          * If the slab management structure is off the slab, then the
669          * alignment will already be calculated into the size. Because
670          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
671          * correct alignment when allocated.
672          */
673         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
674                 mgmt_size = 0;
675                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
676
677                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
678                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
679         } else {
680                 /*
681                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
682                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
683                  * least @align. In the worst case, this result will
684                  * be one greater than the number of objects that fit
685                  * into the memory allocation when taking the padding
686                  * into account.
687                  */
688                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
689                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
690
691                 /*
692                  * This calculated number will be either the right
693                  * amount, or one greater than what we want.
694                  */
695                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
696                        > slab_size)
697                         nr_objs--;
698
699                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
700                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
701
702                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
703         }
704         *num = nr_objs;
705         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
706 }
707
708 #if DEBUG
709 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
710
711 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
712                         char *msg)
713 {
714         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
715                function, cachep->name, msg);
716         dump_stack();
717         add_taint(TAINT_BAD_PAGE);
718 }
719 #endif
720
721 /*
722  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
723  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
724  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
725  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
726  * line
727   */
728
729 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
730 static int __init noaliencache_setup(char *s)
731 {
732         use_alien_caches = 0;
733         return 1;
734 }
735 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
736
737 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
738 {
739         get_option(&str, &slab_max_order);
740         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
741                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
742         slab_max_order_set = true;
743
744         return 1;
745 }
746 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
747
748 #ifdef CONFIG_NUMA
749 /*
750  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
751  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
752  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
753  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
754  */
755 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
756
757 static void init_reap_node(int cpu)
758 {
759         int node;
760
761         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
762         if (node == MAX_NUMNODES)
763                 node = first_node(node_online_map);
764
765         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
766 }
767
768 static void next_reap_node(void)
769 {
770         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
771
772         node = next_node(node, node_online_map);
773         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
774                 node = first_node(node_online_map);
775         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
776 }
777
778 #else
779 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
780 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
781 #endif
782
783 /*
784  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
785  * via the workqueue/eventd.
786  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
787  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
788  * lock.
789  */
790 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
791 {
792         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
793
794         /*
795          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
796          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
797          * at that time.
798          */
799         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
800                 init_reap_node(cpu);
801                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
802                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
803                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
804         }
805 }
806
807 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
808                                             int batchcount, gfp_t gfp)
809 {
810         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
811         struct array_cache *nc = NULL;
812
813         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
814         /*
815          * The array_cache structures contain pointers to free object.
816          * However, when such objects are allocated or transferred to another
817          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
818          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
819          * not scan such objects.
820          */
821         kmemleak_no_scan(nc);
822         if (nc) {
823                 nc->avail = 0;
824                 nc->limit = entries;
825                 nc->batchcount = batchcount;
826                 nc->touched = 0;
827                 spin_lock_init(&nc->lock);
828         }
829         return nc;
830 }
831
832 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct slab *slabp)
833 {
834         struct page *page = virt_to_page(slabp->s_mem);
835
836         return PageSlabPfmemalloc(page);
837 }
838
839 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
840 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
841                                                 struct array_cache *ac)
842 {
843         struct kmem_cache_node *n = cachep->node[numa_mem_id()];
844         struct slab *slabp;
845         unsigned long flags;
846
847         if (!pfmemalloc_active)
848                 return;
849
850         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
851         list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_full, list)
852                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
853                         goto out;
854
855         list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_partial, list)
856                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
857                         goto out;
858
859         list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_free, list)
860                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
861                         goto out;
862
863         pfmemalloc_active = false;
864 out:
865         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
866 }
867
868 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
869                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
870 {
871         int i;
872         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
873
874         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
875         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
876                 struct kmem_cache_node *n;
877
878                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
879                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
880                         return objp;
881                 }
882
883                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
884                 for (i = 0; i < ac->avail; i++) {
885                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
886                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
887                                 objp = ac->entry[i];
888                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
889                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
890                                 return objp;
891                         }
892                 }
893
894                 /*
895                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
896                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
897                  */
898                 n = cachep->node[numa_mem_id()];
899                 if (!list_empty(&n->slabs_free) && force_refill) {
900                         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
901                         ClearPageSlabPfmemalloc(virt_to_head_page(slabp->s_mem));
902                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
903                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
904                         return objp;
905                 }
906
907                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
908                 ac->avail++;
909                 objp = NULL;
910         }
911
912         return objp;
913 }
914
915 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
916                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
917 {
918         void *objp;
919
920         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
921                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
922         else
923                 objp = ac->entry[--ac->avail];
924
925         return objp;
926 }
927
928 static void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
929                                                                 void *objp)
930 {
931         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
932                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
933                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
934                 if (PageSlabPfmemalloc(page))
935                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
936         }
937
938         return objp;
939 }
940
941 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
942                                                                 void *objp)
943 {
944         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
945                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
946
947         ac->entry[ac->avail++] = objp;
948 }
949
950 /*
951  * Transfer objects in one arraycache to another.
952  * Locking must be handled by the caller.
953  *
954  * Return the number of entries transferred.
955  */
956 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
957                 struct array_cache *from, unsigned int max)
958 {
959         /* Figure out how many entries to transfer */
960         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
961
962         if (!nr)
963                 return 0;
964
965         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
966                         sizeof(void *) *nr);
967
968         from->avail -= nr;
969         to->avail += nr;
970         return nr;
971 }
972
973 #ifndef CONFIG_NUMA
974
975 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
976 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
977
978 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
979 {
980         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
981 }
982
983 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
984 {
985 }
986
987 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
988 {
989         return 0;
990 }
991
992 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
993                 gfp_t flags)
994 {
995         return NULL;
996 }
997
998 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
999                  gfp_t flags, int nodeid)
1000 {
1001         return NULL;
1002 }
1003
1004 #else   /* CONFIG_NUMA */
1005
1006 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1007 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1008
1009 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1010 {
1011         struct array_cache **ac_ptr;
1012         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1013         int i;
1014
1015         if (limit > 1)
1016                 limit = 12;
1017         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
1018         if (ac_ptr) {
1019                 for_each_node(i) {
1020                         if (i == node || !node_online(i))
1021                                 continue;
1022                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
1023                         if (!ac_ptr[i]) {
1024                                 for (i--; i >= 0; i--)
1025                                         kfree(ac_ptr[i]);
1026                                 kfree(ac_ptr);
1027                                 return NULL;
1028                         }
1029                 }
1030         }
1031         return ac_ptr;
1032 }
1033
1034 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1035 {
1036         int i;
1037
1038         if (!ac_ptr)
1039                 return;
1040         for_each_node(i)
1041             kfree(ac_ptr[i]);
1042         kfree(ac_ptr);
1043 }
1044
1045 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1046                                 struct array_cache *ac, int node)
1047 {
1048         struct kmem_cache_node *n = cachep->node[node];
1049
1050         if (ac->avail) {
1051                 spin_lock(&n->list_lock);
1052                 /*
1053                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1054                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1055                  * into the free lists and getting them back later.
1056                  */
1057                 if (n->shared)
1058                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
1059
1060                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1061                 ac->avail = 0;
1062                 spin_unlock(&n->list_lock);
1063         }
1064 }
1065
1066 /*
1067  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1068  */
1069 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
1070 {
1071         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1072
1073         if (n->alien) {
1074                 struct array_cache *ac = n->alien[node];
1075
1076                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1077                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1078                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1079                 }
1080         }
1081 }
1082
1083 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1084                                 struct array_cache **alien)
1085 {
1086         int i = 0;
1087         struct array_cache *ac;
1088         unsigned long flags;
1089
1090         for_each_online_node(i) {
1091                 ac = alien[i];
1092                 if (ac) {
1093                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1094                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1095                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1096                 }
1097         }
1098 }
1099
1100 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1101 {
1102         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1103         int nodeid = slabp->nodeid;
1104         struct kmem_cache_node *n;
1105         struct array_cache *alien = NULL;
1106         int node;
1107
1108         node = numa_mem_id();
1109
1110         /*
1111          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1112          * cache on this cpu.
1113          */
1114         if (likely(slabp->nodeid == node))
1115                 return 0;
1116
1117         n = cachep->node[node];
1118         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1119         if (n->alien && n->alien[nodeid]) {
1120                 alien = n->alien[nodeid];
1121                 spin_lock(&alien->lock);
1122                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1123                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1124                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1125                 }
1126                 ac_put_obj(cachep, alien, objp);
1127                 spin_unlock(&alien->lock);
1128         } else {
1129                 spin_lock(&(cachep->node[nodeid])->list_lock);
1130                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1131                 spin_unlock(&(cachep->node[nodeid])->list_lock);
1132         }
1133         return 1;
1134 }
1135 #endif
1136
1137 /*
1138  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
1139  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
1140  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1141  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
1142  * already in use.
1143  *
1144  * Must hold slab_mutex.
1145  */
1146 static int init_cache_node_node(int node)
1147 {
1148         struct kmem_cache *cachep;
1149         struct kmem_cache_node *n;
1150         const int memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
1151
1152         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1153                 /*
1154                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1155                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1156                  * node has not already allocated this
1157                  */
1158                 if (!cachep->node[node]) {
1159                         n = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1160                         if (!n)
1161                                 return -ENOMEM;
1162                         kmem_cache_node_init(n);
1163                         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1164                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1165
1166                         /*
1167                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1168                          * go.  slab_mutex is sufficient
1169                          * protection here.
1170                          */
1171                         cachep->node[node] = n;
1172                 }
1173
1174                 spin_lock_irq(&cachep->node[node]->list_lock);
1175                 cachep->node[node]->free_limit =
1176                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1177                         cachep->batchcount + cachep->num;
1178                 spin_unlock_irq(&cachep->node[node]->list_lock);
1179         }
1180         return 0;
1181 }
1182
1183 static inline int slabs_tofree(struct kmem_cache *cachep,
1184                                                 struct kmem_cache_node *n)
1185 {
1186         return (n->free_objects + cachep->num - 1) / cachep->num;
1187 }
1188
1189 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1190 {
1191         struct kmem_cache *cachep;
1192         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1193         int node = cpu_to_mem(cpu);
1194         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1195
1196         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1197                 struct array_cache *nc;
1198                 struct array_cache *shared;
1199                 struct array_cache **alien;
1200
1201                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1202                 nc = cachep->array[cpu];
1203                 cachep->array[cpu] = NULL;
1204                 n = cachep->node[node];
1205
1206                 if (!n)
1207                         goto free_array_cache;
1208
1209                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1210
1211                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
1212                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
1213                 if (nc)
1214                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1215
1216                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1217                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1218                         goto free_array_cache;
1219                 }
1220
1221                 shared = n->shared;
1222                 if (shared) {
1223                         free_block(cachep, shared->entry,
1224                                    shared->avail, node);
1225                         n->shared = NULL;
1226                 }
1227
1228                 alien = n->alien;
1229                 n->alien = NULL;
1230
1231                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1232
1233                 kfree(shared);
1234                 if (alien) {
1235                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1236                         free_alien_cache(alien);
1237                 }
1238 free_array_cache:
1239                 kfree(nc);
1240         }
1241         /*
1242          * In the previous loop, all the objects were freed to
1243          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1244          * shrink each nodelist to its limit.
1245          */
1246         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1247                 n = cachep->node[node];
1248                 if (!n)
1249                         continue;
1250                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1251         }
1252 }
1253
1254 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1255 {
1256         struct kmem_cache *cachep;
1257         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1258         int node = cpu_to_mem(cpu);
1259         int err;
1260
1261         /*
1262          * We need to do this right in the beginning since
1263          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1264          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1265          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1266          */
1267         err = init_cache_node_node(node);
1268         if (err < 0)
1269                 goto bad;
1270
1271         /*
1272          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1273          * array caches
1274          */
1275         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1276                 struct array_cache *nc;
1277                 struct array_cache *shared = NULL;
1278                 struct array_cache **alien = NULL;
1279
1280                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1281                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1282                 if (!nc)
1283                         goto bad;
1284                 if (cachep->shared) {
1285                         shared = alloc_arraycache(node,
1286                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1287                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1288                         if (!shared) {
1289                                 kfree(nc);
1290                                 goto bad;
1291                         }
1292                 }
1293                 if (use_alien_caches) {
1294                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1295                         if (!alien) {
1296                                 kfree(shared);
1297                                 kfree(nc);
1298                                 goto bad;
1299                         }
1300                 }
1301                 cachep->array[cpu] = nc;
1302                 n = cachep->node[node];
1303                 BUG_ON(!n);
1304
1305                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1306                 if (!n->shared) {
1307                         /*
1308                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1309                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1310                          */
1311                         n->shared = shared;
1312                         shared = NULL;
1313                 }
1314 #ifdef CONFIG_NUMA
1315                 if (!n->alien) {
1316                         n->alien = alien;
1317                         alien = NULL;
1318                 }
1319 #endif
1320                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1321                 kfree(shared);
1322                 free_alien_cache(alien);
1323                 if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS)
1324                         slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
1325                 else if (!OFF_SLAB(cachep) &&
1326                          !(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1327                         on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
1328         }
1329         init_node_lock_keys(node);
1330
1331         return 0;
1332 bad:
1333         cpuup_canceled(cpu);
1334         return -ENOMEM;
1335 }
1336
1337 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1338                                     unsigned long action, void *hcpu)
1339 {
1340         long cpu = (long)hcpu;
1341         int err = 0;
1342
1343         switch (action) {
1344         case CPU_UP_PREPARE:
1345         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1346                 mutex_lock(&slab_mutex);
1347                 err = cpuup_prepare(cpu);
1348                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1349                 break;
1350         case CPU_ONLINE:
1351         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1352                 start_cpu_timer(cpu);
1353                 break;
1354 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1355         case CPU_DOWN_PREPARE:
1356         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1357                 /*
1358                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1359                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1360                  * anything expensive but will only modify reap_work
1361                  * and reschedule the timer.
1362                 */
1363                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1364                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1365                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1366                 break;
1367         case CPU_DOWN_FAILED:
1368         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1369                 start_cpu_timer(cpu);
1370                 break;
1371         case CPU_DEAD:
1372         case CPU_DEAD_FROZEN:
1373                 /*
1374                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1375                  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between
1376                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1377                  * memory from the node of the cpu going down.  The node
1378                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1379                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1380                  */
1381                 /* fall through */
1382 #endif
1383         case CPU_UP_CANCELED:
1384         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1385                 mutex_lock(&slab_mutex);
1386                 cpuup_canceled(cpu);
1387                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1388                 break;
1389         }
1390         return notifier_from_errno(err);
1391 }
1392
1393 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1394         &cpuup_callback, NULL, 0
1395 };
1396
1397 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1398 /*
1399  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1400  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1401  * removed.
1402  *
1403  * Must hold slab_mutex.
1404  */
1405 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1406 {
1407         struct kmem_cache *cachep;
1408         int ret = 0;
1409
1410         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1411                 struct kmem_cache_node *n;
1412
1413                 n = cachep->node[node];
1414                 if (!n)
1415                         continue;
1416
1417                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1418
1419                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1420                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1421                         ret = -EBUSY;
1422                         break;
1423                 }
1424         }
1425         return ret;
1426 }
1427
1428 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1429                                         unsigned long action, void *arg)
1430 {
1431         struct memory_notify *mnb = arg;
1432         int ret = 0;
1433         int nid;
1434
1435         nid = mnb->status_change_nid;
1436         if (nid < 0)
1437                 goto out;
1438
1439         switch (action) {
1440         case MEM_GOING_ONLINE:
1441                 mutex_lock(&slab_mutex);
1442                 ret = init_cache_node_node(nid);
1443                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1444                 break;
1445         case MEM_GOING_OFFLINE:
1446                 mutex_lock(&slab_mutex);
1447                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1448                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1449                 break;
1450         case MEM_ONLINE:
1451         case MEM_OFFLINE:
1452         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1453         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1454                 break;
1455         }
1456 out:
1457         return notifier_from_errno(ret);
1458 }
1459 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1460
1461 /*
1462  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1463  */
1464 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1465                                 int nodeid)
1466 {
1467         struct kmem_cache_node *ptr;
1468
1469         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1470         BUG_ON(!ptr);
1471
1472         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1473         /*
1474          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1475          */
1476         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1477
1478         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1479         cachep->node[nodeid] = ptr;
1480 }
1481
1482 /*
1483  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1484  * size of kmem_cache_node.
1485  */
1486 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1487 {
1488         int node;
1489
1490         for_each_online_node(node) {
1491                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1492                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1493                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1494                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1495         }
1496 }
1497
1498 /*
1499  * The memory after the last cpu cache pointer is used for the
1500  * the node pointer.
1501  */
1502 static void setup_node_pointer(struct kmem_cache *cachep)
1503 {
1504         cachep->node = (struct kmem_cache_node **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
1505 }
1506
1507 /*
1508  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1509  * before smp_init().
1510  */
1511 void __init kmem_cache_init(void)
1512 {
1513         int i;
1514
1515         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1516         setup_node_pointer(kmem_cache);
1517
1518         if (num_possible_nodes() == 1)
1519                 use_alien_caches = 0;
1520
1521         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1522                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1523
1524         set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1525
1526         /*
1527          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1528          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1529          * not overridden on the command line.
1530          */
1531         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1532                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1533
1534         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1535          * from caches that do not exist yet:
1536          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1537          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1538          *    kmem_cache is statically allocated.
1539          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1540          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1541          *    array at the end of the bootstrap.
1542          * 2) Create the first kmalloc cache.
1543          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1544          *    An __init data area is used for the head array.
1545          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1546          *    head arrays.
1547          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1548          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1549          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1550          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1551          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1552          */
1553
1554         /* 1) create the kmem_cache */
1555
1556         /*
1557          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1558          */
1559         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1560                 offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1561                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1562                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1563         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1564
1565         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1566
1567         /*
1568          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1569          * kmem_cache_node structures first.  Without this, further allocations will
1570          * bug.
1571          */
1572
1573         kmalloc_caches[INDEX_AC] = create_kmalloc_cache("kmalloc-ac",
1574                                         kmalloc_size(INDEX_AC), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1575
1576         if (INDEX_AC != INDEX_NODE)
1577                 kmalloc_caches[INDEX_NODE] =
1578                         create_kmalloc_cache("kmalloc-node",
1579                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1580
1581         slab_early_init = 0;
1582
1583         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1584         {
1585                 struct array_cache *ptr;
1586
1587                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1588
1589                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmem_cache),
1590                        sizeof(struct arraycache_init));
1591                 /*
1592                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1593                  */
1594                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1595
1596                 kmem_cache->array[smp_processor_id()] = ptr;
1597
1598                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1599
1600                 BUG_ON(cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC])
1601                        != &initarray_generic.cache);
1602                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC]),
1603                        sizeof(struct arraycache_init));
1604                 /*
1605                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1606                  */
1607                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1608
1609                 kmalloc_caches[INDEX_AC]->array[smp_processor_id()] = ptr;
1610         }
1611         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1612         {
1613                 int nid;
1614
1615                 for_each_online_node(nid) {
1616                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1617
1618                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_AC],
1619                                   &init_kmem_cache_node[SIZE_AC + nid], nid);
1620
1621                         if (INDEX_AC != INDEX_NODE) {
1622                                 init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1623                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1624                         }
1625                 }
1626         }
1627
1628         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1629 }
1630
1631 void __init kmem_cache_init_late(void)
1632 {
1633         struct kmem_cache *cachep;
1634
1635         slab_state = UP;
1636
1637         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1638         mutex_lock(&slab_mutex);
1639         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1640                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1641                         BUG();
1642         mutex_unlock(&slab_mutex);
1643
1644         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1645         init_lock_keys();
1646
1647         /* Done! */
1648         slab_state = FULL;
1649
1650         /*
1651          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1652          * cpu_cache_get for all new cpus
1653          */
1654         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1655
1656 #ifdef CONFIG_NUMA
1657         /*
1658          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1659          * node.
1660          */
1661         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1662 #endif
1663
1664         /*
1665          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1666          * of the kernel is not yet operational.
1667          */
1668 }
1669
1670 static int __init cpucache_init(void)
1671 {
1672         int cpu;
1673
1674         /*
1675          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1676          */
1677         for_each_online_cpu(cpu)
1678                 start_cpu_timer(cpu);
1679
1680         /* Done! */
1681         slab_state = FULL;
1682         return 0;
1683 }
1684 __initcall(cpucache_init);
1685
1686 static noinline void
1687 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1688 {
1689         struct kmem_cache_node *n;
1690         struct slab *slabp;
1691         unsigned long flags;
1692         int node;
1693
1694         printk(KERN_WARNING
1695                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1696                 nodeid, gfpflags);
1697         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1698                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1699
1700         for_each_online_node(node) {
1701                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1702                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1703
1704                 n = cachep->node[node];
1705                 if (!n)
1706                         continue;
1707
1708                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1709                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_full, list) {
1710                         active_objs += cachep->num;
1711                         active_slabs++;
1712                 }
1713                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_partial, list) {
1714                         active_objs += slabp->inuse;
1715                         active_slabs++;
1716                 }
1717                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_free, list)
1718                         num_slabs++;
1719
1720                 free_objects += n->free_objects;
1721                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1722
1723                 num_slabs += active_slabs;
1724                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1725                 printk(KERN_WARNING
1726                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1727                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1728                         free_objects);
1729         }
1730 }
1731
1732 /*
1733  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1734  *
1735  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1736  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1737  * would be relatively rare and ignorable.
1738  */
1739 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1740 {
1741         struct page *page;
1742         int nr_pages;
1743         int i;
1744
1745 #ifndef CONFIG_MMU
1746         /*
1747          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1748          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1749          */
1750         flags |= __GFP_COMP;
1751 #endif
1752
1753         flags |= cachep->allocflags;
1754         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1755                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1756
1757         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1758         if (!page) {
1759                 if (!(flags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1760                         slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1761                 return NULL;
1762         }
1763
1764         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1765         if (unlikely(page->pfmemalloc))
1766                 pfmemalloc_active = true;
1767
1768         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1769         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1770                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1771                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1772         else
1773                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1774                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1775         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1776                 __SetPageSlab(page + i);
1777
1778                 if (page->pfmemalloc)
1779                         SetPageSlabPfmemalloc(page + i);
1780         }
1781         memcg_bind_pages(cachep, cachep->gfporder);
1782
1783         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1784                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1785
1786                 if (cachep->ctor)
1787                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1788                 else
1789                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1790         }
1791
1792         return page_address(page);
1793 }
1794
1795 /*
1796  * Interface to system's page release.
1797  */
1798 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1799 {
1800         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1801         struct page *page = virt_to_page(addr);
1802         const unsigned long nr_freed = i;
1803
1804         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1805
1806         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1807                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1808                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1809         else
1810                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1811                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1812         while (i--) {
1813                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1814                 __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1815                 __ClearPageSlab(page);
1816                 page++;
1817         }
1818
1819         memcg_release_pages(cachep, cachep->gfporder);
1820         if (current->reclaim_state)
1821                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1822         free_memcg_kmem_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1823 }
1824
1825 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1826 {
1827         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1828         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1829
1830         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1831         if (OFF_SLAB(cachep))
1832                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1833 }
1834
1835 #if DEBUG
1836
1837 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1838 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1839                             unsigned long caller)
1840 {
1841         int size = cachep->object_size;
1842
1843         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1844
1845         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1846                 return;
1847
1848         *addr++ = 0x12345678;
1849         *addr++ = caller;
1850         *addr++ = smp_processor_id();
1851         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1852         {
1853                 unsigned long *sptr = &caller;
1854                 unsigned long svalue;
1855
1856                 while (!kstack_end(sptr)) {
1857                         svalue = *sptr++;
1858                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1859                                 *addr++ = svalue;
1860                                 size -= sizeof(unsigned long);
1861                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1862                                         break;
1863                         }
1864                 }
1865
1866         }
1867         *addr++ = 0x87654321;
1868 }
1869 #endif
1870
1871 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1872 {
1873         int size = cachep->object_size;
1874         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1875
1876         memset(addr, val, size);
1877         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1878 }
1879
1880 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1881 {
1882         int i;
1883         unsigned char error = 0;
1884         int bad_count = 0;
1885
1886         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1887         for (i = 0; i < limit; i++) {
1888                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1889                         error = data[offset + i];
1890                         bad_count++;
1891                 }
1892         }
1893         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1894                         &data[offset], limit, 1);
1895
1896         if (bad_count == 1) {
1897                 error ^= POISON_FREE;
1898                 if (!(error & (error - 1))) {
1899                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1900                                         "bad RAM.\n");
1901 #ifdef CONFIG_X86
1902                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1903                                         "test tool.\n");
1904 #else
1905                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1906 #endif
1907                 }
1908         }
1909 }
1910 #endif
1911
1912 #if DEBUG
1913
1914 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1915 {
1916         int i, size;
1917         char *realobj;
1918
1919         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1920                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1921                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1922                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1923         }
1924
1925         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1926                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
1927                         *dbg_userword(cachep, objp));
1928                 print_symbol("(%s)",
1929                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
1930                 printk("\n");
1931         }
1932         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1933         size = cachep->object_size;
1934         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1935                 int limit;
1936                 limit = 16;
1937                 if (i + limit > size)
1938                         limit = size - i;
1939                 dump_line(realobj, i, limit);
1940         }
1941 }
1942
1943 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1944 {
1945         char *realobj;
1946         int size, i;
1947         int lines = 0;
1948
1949         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1950         size = cachep->object_size;
1951
1952         for (i = 0; i < size; i++) {
1953                 char exp = POISON_FREE;
1954                 if (i == size - 1)
1955                         exp = POISON_END;
1956                 if (realobj[i] != exp) {
1957                         int limit;
1958                         /* Mismatch ! */
1959                         /* Print header */
1960                         if (lines == 0) {
1961                                 printk(KERN_ERR
1962                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1963                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
1964                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1965                         }
1966                         /* Hexdump the affected line */
1967                         i = (i / 16) * 16;
1968                         limit = 16;
1969                         if (i + limit > size)
1970                                 limit = size - i;
1971                         dump_line(realobj, i, limit);
1972                         i += 16;
1973                         lines++;
1974                         /* Limit to 5 lines */
1975                         if (lines > 5)
1976                                 break;
1977                 }
1978         }
1979         if (lines != 0) {
1980                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1981                  * exist:
1982                  */
1983                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1984                 unsigned int objnr;
1985
1986                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1987                 if (objnr) {
1988                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1989                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1990                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1991                                realobj, size);
1992                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1993                 }
1994                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1995                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1996                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1997                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1998                                realobj, size);
1999                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
2000                 }
2001         }
2002 }
2003 #endif
2004
2005 #if DEBUG
2006 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2007 {
2008         int i;
2009         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2010                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2011
2012                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2013 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2014                         if (cachep->size % PAGE_SIZE == 0 &&
2015                                         OFF_SLAB(cachep))
2016                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2017                                         cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
2018                         else
2019                                 check_poison_obj(cachep, objp);
2020 #else
2021                         check_poison_obj(cachep, objp);
2022 #endif
2023                 }
2024                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2025                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2026                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
2027                                            "was overwritten");
2028                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2029                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
2030                                            "was overwritten");
2031                 }
2032         }
2033 }
2034 #else
2035 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2036 {
2037 }
2038 #endif
2039
2040 /**
2041  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
2042  * @cachep: cache pointer being destroyed
2043  * @slabp: slab pointer being destroyed
2044  *
2045  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
2046  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
2047  * cache-lock is not held/needed.
2048  */
2049 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2050 {
2051         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
2052
2053         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
2054         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
2055                 struct slab_rcu *slab_rcu;
2056
2057                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
2058                 slab_rcu->cachep = cachep;
2059                 slab_rcu->addr = addr;
2060                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
2061         } else {
2062                 kmem_freepages(cachep, addr);
2063                 if (OFF_SLAB(cachep))
2064                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
2065         }
2066 }
2067
2068 /**
2069  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2070  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2071  * @size: size of objects to be created in this cache.
2072  * @align: required alignment for the objects.
2073  * @flags: slab allocation flags
2074  *
2075  * Also calculates the number of objects per slab.
2076  *
2077  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2078  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2079  * towards high-order requests, this should be changed.
2080  */
2081 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2082                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2083 {
2084         unsigned long offslab_limit;
2085         size_t left_over = 0;
2086         int gfporder;
2087
2088         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2089                 unsigned int num;
2090                 size_t remainder;
2091
2092                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2093                 if (!num)
2094                         continue;
2095
2096                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2097                         /*
2098                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2099                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2100                          * looping condition in cache_grow().
2101                          */
2102                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2103                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2104
2105                         if (num > offslab_limit)
2106                                 break;
2107                 }
2108
2109                 /* Found something acceptable - save it away */
2110                 cachep->num = num;
2111                 cachep->gfporder = gfporder;
2112                 left_over = remainder;
2113
2114                 /*
2115                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2116                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2117                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2118                  */
2119                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2120                         break;
2121
2122                 /*
2123                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2124                  * currently bad for the gfp()s.
2125                  */
2126                 if (gfporder >= slab_max_order)
2127                         break;
2128
2129                 /*
2130                  * Acceptable internal fragmentation?
2131                  */
2132                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2133                         break;
2134         }
2135         return left_over;
2136 }
2137
2138 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2139 {
2140         if (slab_state >= FULL)
2141                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2142
2143         if (slab_state == DOWN) {
2144                 /*
2145                  * Note: Creation of first cache (kmem_cache).
2146                  * The setup_node is taken care
2147                  * of by the caller of __kmem_cache_create
2148                  */
2149                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2150                 slab_state = PARTIAL;
2151         } else if (slab_state == PARTIAL) {
2152                 /*
2153                  * Note: the second kmem_cache_create must create the cache
2154                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2155                  * further caches will BUG().
2156                  */
2157                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2158
2159                 /*
2160                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_cache_node)) is
2161                  * the second cache, then we need to set up all its node/,
2162                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2163                  */
2164                 set_up_node(cachep, SIZE_AC);
2165                 if (INDEX_AC == INDEX_NODE)
2166                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2167                 else
2168                         slab_state = PARTIAL_ARRAYCACHE;
2169         } else {
2170                 /* Remaining boot caches */
2171                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2172                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2173
2174                 if (slab_state == PARTIAL_ARRAYCACHE) {
2175                         set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
2176                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2177                 } else {
2178                         int node;
2179                         for_each_online_node(node) {
2180                                 cachep->node[node] =
2181                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node),
2182                                                 gfp, node);
2183                                 BUG_ON(!cachep->node[node]);
2184                                 kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
2185                         }
2186                 }
2187         }
2188         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
2189                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2190                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2191
2192         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2193         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2194         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2195         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2196         cachep->batchcount = 1;
2197         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2198         return 0;
2199 }
2200
2201 /**
2202  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2203  * @cachep: cache management descriptor
2204  * @flags: SLAB flags
2205  *
2206  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2207  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2208  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2209  *
2210  * The flags are
2211  *
2212  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2213  * to catch references to uninitialised memory.
2214  *
2215  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2216  * for buffer overruns.
2217  *
2218  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2219  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2220  * as davem.
2221  */
2222 int
2223 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2224 {
2225         size_t left_over, slab_size, ralign;
2226         gfp_t gfp;
2227         int err;
2228         size_t size = cachep->size;
2229
2230 #if DEBUG
2231 #if FORCED_DEBUG
2232         /*
2233          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2234          * large objects, if the increased size would increase the object size
2235          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2236          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2237          */
2238         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2239                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2240                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2241         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2242                 flags |= SLAB_POISON;
2243 #endif
2244         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2245                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2246 #endif
2247
2248         /*
2249          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2250          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2251          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2252          */
2253         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2254                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2255                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2256         }
2257
2258         /*
2259          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2260          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2261          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2262          */
2263         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2264                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2265
2266         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2267                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2268                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2269                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2270                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2271                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2272         }
2273
2274         /* 3) caller mandated alignment */
2275         if (ralign < cachep->align) {
2276                 ralign = cachep->align;
2277         }
2278         /* disable debug if necessary */
2279         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2280                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2281         /*
2282          * 4) Store it.
2283          */
2284         cachep->align = ralign;
2285
2286         if (slab_is_available())
2287                 gfp = GFP_KERNEL;
2288         else
2289                 gfp = GFP_NOWAIT;
2290
2291         setup_node_pointer(cachep);
2292 #if DEBUG
2293
2294         /*
2295          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2296          * into align above.
2297          */
2298         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2299                 /* add space for red zone words */
2300                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2301                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2302         }
2303         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2304                 /* user store requires one word storage behind the end of
2305                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2306                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2307                  */
2308                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2309                         size += REDZONE_ALIGN;
2310                 else
2311                         size += BYTES_PER_WORD;
2312         }
2313 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2314         if (size >= kmalloc_size(INDEX_NODE + 1)
2315             && cachep->object_size > cache_line_size()
2316             && ALIGN(size, cachep->align) < PAGE_SIZE) {
2317                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, cachep->align);
2318                 size = PAGE_SIZE;
2319         }
2320 #endif
2321 #endif
2322
2323         /*
2324          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2325          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2326          * it too early on. Always use on-slab management when
2327          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2328          */
2329         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2330             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2331                 /*
2332                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2333                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2334                  */
2335                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2336
2337         size = ALIGN(size, cachep->align);
2338
2339         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, cachep->align, flags);
2340
2341         if (!cachep->num)
2342                 return -E2BIG;
2343
2344         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2345                           + sizeof(struct slab), cachep->align);
2346
2347         /*
2348          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2349          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2350          */
2351         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2352                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2353                 left_over -= slab_size;
2354         }
2355
2356         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2357                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2358                 slab_size =
2359                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2360
2361 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2362                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2363                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2364                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2365                  */
2366                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2367                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2368 #endif
2369         }
2370
2371         cachep->colour_off = cache_line_size();
2372         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2373         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2374                 cachep->colour_off = cachep->align;
2375         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2376         cachep->slab_size = slab_size;
2377         cachep->flags = flags;
2378         cachep->allocflags = 0;
2379         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2380                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2381         cachep->size = size;
2382         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2383
2384         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2385                 cachep->slabp_cache = kmalloc_slab(slab_size, 0u);
2386                 /*
2387                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2388                  * But since we go off slab only for object size greater than
2389                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2390                  * this should not happen at all.
2391                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2392                  */
2393                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2394         }
2395
2396         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2397         if (err) {
2398                 __kmem_cache_shutdown(cachep);
2399                 return err;
2400         }
2401
2402         if (flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS) {
2403                 /*
2404                  * Would deadlock through slab_destroy()->call_rcu()->
2405                  * debug_object_activate()->kmem_cache_alloc().
2406                  */
2407                 WARN_ON_ONCE(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU);
2408
2409                 slab_set_debugobj_lock_classes(cachep);
2410         } else if (!OFF_SLAB(cachep) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2411                 on_slab_lock_classes(cachep);
2412
2413         return 0;
2414 }
2415
2416 #if DEBUG
2417 static void check_irq_off(void)
2418 {
2419         BUG_ON(!irqs_disabled());
2420 }
2421
2422 static void check_irq_on(void)
2423 {
2424         BUG_ON(irqs_disabled());
2425 }
2426
2427 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2428 {
2429 #ifdef CONFIG_SMP
2430         check_irq_off();
2431         assert_spin_locked(&cachep->node[numa_mem_id()]->list_lock);
2432 #endif
2433 }
2434
2435 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2436 {
2437 #ifdef CONFIG_SMP
2438         check_irq_off();
2439         assert_spin_locked(&cachep->node[node]->list_lock);
2440 #endif
2441 }
2442
2443 #else
2444 #define check_irq_off() do { } while(0)
2445 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2446 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2447 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2448 #endif
2449
2450 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
2451                         struct array_cache *ac,
2452                         int force, int node);
2453
2454 static void do_drain(void *arg)
2455 {
2456         struct kmem_cache *cachep = arg;
2457         struct array_cache *ac;
2458         int node = numa_mem_id();
2459
2460         check_irq_off();
2461         ac = cpu_cache_get(cachep);
2462         spin_lock(&cachep->node[node]->list_lock);
2463         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2464         spin_unlock(&cachep->node[node]->list_lock);
2465         ac->avail = 0;
2466 }
2467
2468 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2469 {
2470         struct kmem_cache_node *n;
2471         int node;
2472
2473         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2474         check_irq_on();
2475         for_each_online_node(node) {
2476                 n = cachep->node[node];
2477                 if (n && n->alien)
2478                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2479         }
2480
2481         for_each_online_node(node) {
2482                 n = cachep->node[node];
2483                 if (n)
2484                         drain_array(cachep, n, n->shared, 1, node);
2485         }
2486 }
2487
2488 /*
2489  * Remove slabs from the list of free slabs.
2490  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2491  *
2492  * Returns the actual number of slabs released.
2493  */
2494 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2495                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2496 {
2497         struct list_head *p;
2498         int nr_freed;
2499         struct slab *slabp;
2500
2501         nr_freed = 0;
2502         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2503
2504                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2505                 p = n->slabs_free.prev;
2506                 if (p == &n->slabs_free) {
2507                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2508                         goto out;
2509                 }
2510
2511                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2512 #if DEBUG
2513                 BUG_ON(slabp->inuse);
2514 #endif
2515                 list_del(&slabp->list);
2516                 /*
2517                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2518                  * to the cache.
2519                  */
2520                 n->free_objects -= cache->num;
2521                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2522                 slab_destroy(cache, slabp);
2523                 nr_freed++;
2524         }
2525 out:
2526         return nr_freed;
2527 }
2528
2529 /* Called with slab_mutex held to protect against cpu hotplug */
2530 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2531 {
2532         int ret = 0, i = 0;
2533         struct kmem_cache_node *n;
2534
2535         drain_cpu_caches(cachep);
2536
2537         check_irq_on();
2538         for_each_online_node(i) {
2539                 n = cachep->node[i];
2540                 if (!n)
2541                         continue;
2542
2543                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
2544
2545                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2546                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2547         }
2548         return (ret ? 1 : 0);
2549 }
2550
2551 /**
2552  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2553  * @cachep: The cache to shrink.
2554  *
2555  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2556  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2557  */
2558 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2559 {
2560         int ret;
2561         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2562
2563         get_online_cpus();
2564         mutex_lock(&slab_mutex);
2565         ret = __cache_shrink(cachep);
2566         mutex_unlock(&slab_mutex);
2567         put_online_cpus();
2568         return ret;
2569 }
2570 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2571
2572 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2573 {
2574         int i;
2575         struct kmem_cache_node *n;
2576         int rc = __cache_shrink(cachep);
2577
2578         if (rc)
2579                 return rc;
2580
2581         for_each_online_cpu(i)
2582             kfree(cachep->array[i]);
2583
2584         /* NUMA: free the node structures */
2585         for_each_online_node(i) {
2586                 n = cachep->node[i];
2587                 if (n) {
2588                         kfree(n->shared);
2589                         free_alien_cache(n->alien);
2590                         kfree(n);
2591                 }
2592         }
2593         return 0;
2594 }
2595
2596 /*
2597  * Get the memory for a slab management obj.
2598  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2599  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2600  * come from the same cache which is getting created because,
2601  * when we are searching for an appropriate cache for these
2602  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2603  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2604  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2605  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2606  */
2607 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2608                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2609                                    int nodeid)
2610 {
2611         struct slab *slabp;
2612
2613         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2614                 /* Slab management obj is off-slab. */
2615                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2616                                               local_flags, nodeid);
2617                 /*
2618                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2619                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2620                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2621                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2622                  */
2623                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2624                                    local_flags);
2625                 if (!slabp)
2626                         return NULL;
2627         } else {
2628                 slabp = objp + colour_off;
2629                 colour_off += cachep->slab_size;
2630         }
2631         slabp->inuse = 0;
2632         slabp->colouroff = colour_off;
2633         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2634         slabp->nodeid = nodeid;
2635         slabp->free = 0;
2636         return slabp;
2637 }
2638
2639 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2640 {
2641         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2642 }
2643
2644 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2645                             struct slab *slabp)
2646 {
2647         int i;
2648
2649         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2650                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2651 #if DEBUG
2652                 /* need to poison the objs? */
2653                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2654                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2655                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2656                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2657
2658                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2659                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2660                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2661                 }
2662                 /*
2663                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2664                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2665                  * They must also be threaded.
2666                  */
2667                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2668                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2669
2670                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2671                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2672                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2673                                            " end of an object");
2674                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2675                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2676                                            " start of an object");
2677                 }
2678                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2679                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2680                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2681                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2682 #else
2683                 if (cachep->ctor)
2684                         cachep->ctor(objp);
2685 #endif
2686                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2687         }
2688         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2689 }
2690
2691 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2692 {
2693         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2694                 if (flags & GFP_DMA)
2695                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2696                 else
2697                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2698         }
2699 }
2700
2701 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2702                                 int nodeid)
2703 {
2704         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2705         kmem_bufctl_t next;
2706
2707         slabp->inuse++;
2708         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2709 #if DEBUG
2710         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2711         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2712 #endif
2713         slabp->free = next;
2714
2715         return objp;
2716 }
2717
2718 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2719                                 void *objp, int nodeid)
2720 {
2721         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2722
2723 #if DEBUG
2724         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2725         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2726
2727         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2728                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2729                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2730                 BUG();
2731         }
2732 #endif
2733         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2734         slabp->free = objnr;
2735         slabp->inuse--;
2736 }
2737
2738 /*
2739  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2740  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2741  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2742  */
2743 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2744                            void *addr)
2745 {
2746         int nr_pages;
2747         struct page *page;
2748
2749         page = virt_to_page(addr);
2750
2751         nr_pages = 1;
2752         if (likely(!PageCompound(page)))
2753                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2754
2755         do {
2756                 page->slab_cache = cache;
2757                 page->slab_page = slab;
2758                 page++;
2759         } while (--nr_pages);
2760 }
2761
2762 /*
2763  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2764  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2765  */
2766 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2767                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2768 {
2769         struct slab *slabp;
2770         size_t offset;
2771         gfp_t local_flags;
2772         struct kmem_cache_node *n;
2773
2774         /*
2775          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2776          * critical path in kmem_cache_alloc().
2777          */
2778         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2779         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2780
2781         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2782         check_irq_off();
2783         n = cachep->node[nodeid];
2784         spin_lock(&n->list_lock);
2785
2786         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2787         offset = n->colour_next;
2788         n->colour_next++;
2789         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2790                 n->colour_next = 0;
2791         spin_unlock(&n->list_lock);
2792
2793         offset *= cachep->colour_off;
2794
2795         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2796                 local_irq_enable();
2797
2798         /*
2799          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2800          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2801          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2802          * will eventually be caught here (where it matters).
2803          */
2804         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2805
2806         /*
2807          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2808          * 'nodeid'.
2809          */
2810         if (!objp)
2811                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2812         if (!objp)
2813                 goto failed;
2814
2815         /* Get slab management. */
2816         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2817                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2818         if (!slabp)
2819                 goto opps1;
2820
2821         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2822
2823         cache_init_objs(cachep, slabp);
2824
2825         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2826                 local_irq_disable();
2827         check_irq_off();
2828         spin_lock(&n->list_lock);
2829
2830         /* Make slab active. */
2831         list_add_tail(&slabp->list, &(n->slabs_free));
2832         STATS_INC_GROWN(cachep);
2833         n->free_objects += cachep->num;
2834         spin_unlock(&n->list_lock);
2835         return 1;
2836 opps1:
2837         kmem_freepages(cachep, objp);
2838 failed:
2839         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2840                 local_irq_disable();
2841         return 0;
2842 }
2843
2844 #if DEBUG
2845
2846 /*
2847  * Perform extra freeing checks:
2848  * - detect bad pointers.
2849  * - POISON/RED_ZONE checking
2850  */
2851 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2852 {
2853         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2854                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2855                        (unsigned long)objp);
2856                 BUG();
2857         }
2858 }
2859
2860 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2861 {
2862         unsigned long long redzone1, redzone2;
2863
2864         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2865         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2866
2867         /*
2868          * Redzone is ok.
2869          */
2870         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2871                 return;
2872
2873         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2874                 slab_error(cache, "double free detected");
2875         else
2876                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2877
2878         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2879                         obj, redzone1, redzone2);
2880 }
2881
2882 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2883                                    unsigned long caller)
2884 {
2885         struct page *page;
2886         unsigned int objnr;
2887         struct slab *slabp;
2888
2889         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2890
2891         objp -= obj_offset(cachep);
2892         kfree_debugcheck(objp);
2893         page = virt_to_head_page(objp);
2894
2895         slabp = page->slab_page;
2896
2897         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2898                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2899                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2900                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2901         }
2902         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2903                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2904
2905         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2906
2907         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2908         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2909
2910 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2911         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2912 #endif
2913         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2914 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2915                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2916                         store_stackinfo(cachep, objp, caller);
2917                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2918                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2919                 } else {
2920                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2921                 }
2922 #else
2923                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2924 #endif
2925         }
2926         return objp;
2927 }
2928
2929 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2930 {
2931         kmem_bufctl_t i;
2932         int entries = 0;
2933
2934         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2935         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2936                 entries++;
2937                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2938                         goto bad;
2939         }
2940         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2941 bad:
2942                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2943                         "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Tainted(%s). Hexdump:\n",
2944                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse,
2945                         print_tainted());
2946                 print_hex_dump(KERN_ERR, "", DUMP_PREFIX_OFFSET, 16, 1, slabp,
2947                         sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t),
2948                         1);
2949                 BUG();
2950         }
2951 }
2952 #else
2953 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2954 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2955 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2956 #endif
2957
2958 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2959                                                         bool force_refill)
2960 {
2961         int batchcount;
2962         struct kmem_cache_node *n;
2963         struct array_cache *ac;
2964         int node;
2965
2966         check_irq_off();
2967         node = numa_mem_id();
2968         if (unlikely(force_refill))
2969                 goto force_grow;
2970 retry:
2971         ac = cpu_cache_get(cachep);
2972         batchcount = ac->batchcount;
2973         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2974                 /*
2975                  * If there was little recent activity on this cache, then
2976                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2977                  * refill bouncing.
2978                  */
2979                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2980         }
2981         n = cachep->node[node];
2982
2983         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2984         spin_lock(&n->list_lock);
2985
2986         /* See if we can refill from the shared array */
2987         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2988                 n->shared->touched = 1;
2989                 goto alloc_done;
2990         }
2991
2992         while (batchcount > 0) {
2993                 struct list_head *entry;
2994                 struct slab *slabp;
2995                 /* Get slab alloc is to come from. */
2996                 entry = n->slabs_partial.next;
2997                 if (entry == &n->slabs_partial) {
2998                         n->free_touched = 1;
2999                         entry = n->slabs_free.next;
3000                         if (entry == &n->slabs_free)
3001                                 goto must_grow;
3002                 }
3003
3004                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3005                 check_slabp(cachep, slabp);
3006                 check_spinlock_acquired(cachep);
3007
3008                 /*
3009                  * The slab was either on partial or free list so
3010                  * there must be at least one object available for
3011                  * allocation.
3012                  */
3013                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3014
3015                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3016                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3017                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3018                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3019
3020                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, slabp,
3021                                                                         node));
3022                 }
3023                 check_slabp(cachep, slabp);
3024
3025                 /* move slabp to correct slabp list: */
3026                 list_del(&slabp->list);
3027                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3028                         list_add(&slabp->list, &n->slabs_full);
3029                 else
3030                         list_add(&slabp->list, &n->slabs_partial);
3031         }
3032
3033 must_grow:
3034         n->free_objects -= ac->avail;
3035 alloc_done:
3036         spin_unlock(&n->list_lock);
3037
3038         if (unlikely(!ac->avail)) {
3039                 int x;
3040 force_grow:
3041                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3042
3043                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3044                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3045                 node = numa_mem_id();
3046
3047                 /* no objects in sight? abort */
3048                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
3049                         return NULL;
3050
3051                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3052                         goto retry;
3053         }
3054         ac->touched = 1;
3055
3056         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
3057 }
3058
3059 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3060                                                 gfp_t flags)
3061 {
3062         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3063 #if DEBUG
3064         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3065 #endif
3066 }
3067
3068 #if DEBUG
3069 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3070                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
3071 {
3072         if (!objp)
3073                 return objp;
3074         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3075 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3076                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3077                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3078                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
3079                 else
3080                         check_poison_obj(cachep, objp);
3081 #else
3082                 check_poison_obj(cachep, objp);
3083 #endif
3084                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3085         }
3086         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3087                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3088
3089         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3090                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3091                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3092                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3093                                                 " object was overwritten");
3094                         printk(KERN_ERR
3095                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3096                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3097                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3098                 }
3099                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3100                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3101         }
3102 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3103         {
3104                 struct slab *slabp;
3105                 unsigned objnr;
3106
3107                 slabp = virt_to_head_page(objp)->slab_page;
3108                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->size;
3109                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3110         }
3111 #endif
3112         objp += obj_offset(cachep);
3113         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3114                 cachep->ctor(objp);
3115         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3116             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3117                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3118                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3119         }
3120         return objp;
3121 }
3122 #else
3123 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3124 #endif
3125
3126 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3127 {
3128         if (cachep == kmem_cache)
3129                 return false;
3130
3131         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
3132 }
3133
3134 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3135 {
3136         void *objp;
3137         struct array_cache *ac;
3138         bool force_refill = false;
3139
3140         check_irq_off();
3141
3142         ac = cpu_cache_get(cachep);
3143         if (likely(ac->avail)) {
3144                 ac->touched = 1;
3145                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
3146
3147                 /*
3148                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
3149                  * by the current flags
3150                  */
3151                 if (objp) {
3152                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3153                         goto out;
3154                 }
3155                 force_refill = true;
3156         }
3157
3158         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3159         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
3160         /*
3161          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3162          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3163          */
3164         ac = cpu_cache_get(cachep);
3165
3166 out:
3167         /*
3168          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3169          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3170          * treat the array pointers as a reference to the object.
3171          */
3172         if (objp)
3173                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3174         return objp;
3175 }
3176
3177 #ifdef CONFIG_NUMA
3178 /*
3179  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3180  *
3181  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3182  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3183  */
3184 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3185 {
3186         int nid_alloc, nid_here;
3187
3188         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3189                 return NULL;
3190         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3191         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3192                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3193         else if (current->mempolicy)
3194                 nid_alloc = slab_node();
3195         if (nid_alloc != nid_here)
3196                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3197         return NULL;
3198 }
3199
3200 /*
3201  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3202  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3203  * available node for available objects. If that fails then we
3204  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3205  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3206  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3207  */
3208 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3209 {
3210         struct zonelist *zonelist;
3211         gfp_t local_flags;
3212         struct zoneref *z;
3213         struct zone *zone;
3214         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3215         void *obj = NULL;
3216         int nid;
3217         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3218
3219         if (flags & __GFP_THISNODE)
3220                 return NULL;
3221
3222         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3223
3224 retry_cpuset:
3225         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
3226         zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
3227
3228 retry:
3229         /*
3230          * Look through allowed nodes for objects available
3231          * from existing per node queues.
3232          */
3233         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3234                 nid = zone_to_nid(zone);
3235
3236                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3237                         cache->node[nid] &&
3238                         cache->node[nid]->free_objects) {
3239                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3240                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3241                                 if (obj)
3242                                         break;
3243                 }
3244         }
3245
3246         if (!obj) {
3247                 /*
3248                  * This allocation will be performed within the constraints
3249                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3250                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3251                  * set and go into memory reserves if necessary.
3252                  */
3253                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3254                         local_irq_enable();
3255                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3256                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3257                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3258                         local_irq_disable();
3259                 if (obj) {
3260                         /*
3261                          * Insert into the appropriate per node queues
3262                          */
3263                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3264                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3265                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3266                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3267                                 if (!obj)
3268                                         /*
3269                                          * Another processor may allocate the
3270                                          * objects in the slab since we are
3271                                          * not holding any locks.
3272                                          */
3273                                         goto retry;
3274                         } else {
3275                                 /* cache_grow already freed obj */
3276                                 obj = NULL;
3277                         }
3278                 }
3279         }
3280
3281         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !obj))
3282                 goto retry_cpuset;
3283         return obj;
3284 }
3285
3286 /*
3287  * A interface to enable slab creation on nodeid
3288  */
3289 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3290                                 int nodeid)
3291 {
3292         struct list_head *entry;
3293         struct slab *slabp;
3294         struct kmem_cache_node *n;
3295         void *obj;
3296         int x;
3297
3298         VM_BUG_ON(nodeid > num_online_nodes());
3299         n = cachep->node[nodeid];
3300         BUG_ON(!n);
3301
3302 retry:
3303         check_irq_off();
3304         spin_lock(&n->list_lock);
3305         entry = n->slabs_partial.next;
3306         if (entry == &n->slabs_partial) {
3307                 n->free_touched = 1;
3308                 entry = n->slabs_free.next;
3309                 if (entry == &n->slabs_free)
3310                         goto must_grow;
3311         }
3312
3313         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3314         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3315         check_slabp(cachep, slabp);
3316
3317         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3318         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3319         STATS_SET_HIGH(cachep);
3320
3321         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3322
3323         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3324         check_slabp(cachep, slabp);
3325         n->free_objects--;
3326         /* move slabp to correct slabp list: */
3327         list_del(&slabp->list);
3328
3329         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3330                 list_add(&slabp->list, &n->slabs_full);
3331         else
3332                 list_add(&slabp->list, &n->slabs_partial);
3333
3334         spin_unlock(&n->list_lock);
3335         goto done;
3336
3337 must_grow:
3338         spin_unlock(&n->list_lock);
3339         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3340         if (x)
3341                 goto retry;
3342
3343         return fallback_alloc(cachep, flags);
3344
3345 done:
3346         return obj;
3347 }
3348
3349 static __always_inline void *
3350 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3351                    unsigned long caller)
3352 {
3353         unsigned long save_flags;
3354         void *ptr;
3355         int slab_node = numa_mem_id();
3356
3357         flags &= gfp_allowed_mask;
3358
3359         lockdep_trace_alloc(flags);
3360
3361         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3362                 return NULL;
3363
3364         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3365
3366         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3367         local_irq_save(save_flags);
3368
3369         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3370                 nodeid = slab_node;
3371
3372         if (unlikely(!cachep->node[nodeid])) {
3373                 /* Node not bootstrapped yet */
3374                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3375                 goto out;
3376         }
3377
3378         if (nodeid == slab_node) {
3379                 /*
3380                  * Use the locally cached objects if possible.
3381                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3382                  * to other nodes. It may fail while we still have
3383                  * objects on other nodes available.
3384                  */
3385                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3386                 if (ptr)
3387                         goto out;
3388         }
3389         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3390         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3391   out:
3392         local_irq_restore(save_flags);
3393         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3394         kmemleak_alloc_recursive(ptr, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3395                                  flags);
3396
3397         if (likely(ptr))
3398                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, cachep->object_size);
3399
3400         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3401                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3402
3403         return ptr;
3404 }
3405
3406 static __always_inline void *
3407 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3408 {
3409         void *objp;
3410
3411         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3412                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3413                 if (objp)
3414                         goto out;
3415         }
3416         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3417
3418         /*
3419          * We may just have run out of memory on the local node.
3420          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3421          */
3422         if (!objp)
3423                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3424
3425   out:
3426         return objp;
3427 }
3428 #else
3429
3430 static __always_inline void *
3431 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3432 {
3433         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3434 }
3435
3436 #endif /* CONFIG_NUMA */
3437
3438 static __always_inline void *
3439 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3440 {
3441         unsigned long save_flags;
3442         void *objp;
3443
3444         flags &= gfp_allowed_mask;
3445
3446         lockdep_trace_alloc(flags);
3447
3448         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3449                 return NULL;
3450
3451         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3452
3453         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3454         local_irq_save(save_flags);
3455         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3456         local_irq_restore(save_flags);
3457         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3458         kmemleak_alloc_recursive(objp, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3459                                  flags);
3460         prefetchw(objp);
3461
3462         if (likely(objp))
3463                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, cachep->object_size);
3464
3465         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3466                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3467
3468         return objp;
3469 }
3470
3471 /*
3472  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3473  */
3474 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3475                        int node)
3476 {
3477         int i;
3478         struct kmem_cache_node *n;
3479
3480         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3481                 void *objp;
3482                 struct slab *slabp;
3483
3484                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3485                 objp = objpp[i];
3486
3487                 slabp = virt_to_slab(objp);
3488                 n = cachep->node[node];
3489                 list_del(&slabp->list);
3490                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3491                 check_slabp(cachep, slabp);
3492                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3493                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3494                 n->free_objects++;
3495                 check_slabp(cachep, slabp);
3496
3497                 /* fixup slab chains */
3498                 if (slabp->inuse == 0) {
3499                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3500                                 n->free_objects -= cachep->num;
3501                                 /* No need to drop any previously held
3502                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3503                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3504                                  * a different cache, refer to comments before
3505                                  * alloc_slabmgmt.
3506                                  */
3507                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3508                         } else {
3509                                 list_add(&slabp->list, &n->slabs_free);
3510                         }
3511                 } else {
3512                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3513                          * partial list on free - maximum time for the
3514                          * other objects to be freed, too.
3515                          */
3516                         list_add_tail(&slabp->list, &n->slabs_partial);
3517                 }
3518         }
3519 }
3520
3521 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3522 {
3523         int batchcount;
3524         struct kmem_cache_node *n;
3525         int node = numa_mem_id();
3526
3527         batchcount = ac->batchcount;
3528 #if DEBUG
3529         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3530 #endif
3531         check_irq_off();
3532         n = cachep->node[node];
3533         spin_lock(&n->list_lock);
3534         if (n->shared) {
3535                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3536                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3537                 if (max) {
3538                         if (batchcount > max)
3539                                 batchcount = max;
3540                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3541                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3542                         shared_array->avail += batchcount;
3543                         goto free_done;
3544                 }
3545         }
3546
3547         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3548 free_done:
3549 #if STATS
3550         {
3551                 int i = 0;
3552                 struct list_head *p;
3553
3554                 p = n->slabs_free.next;
3555                 while (p != &(n->slabs_free)) {
3556                         struct slab *slabp;
3557
3558                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3559                         BUG_ON(slabp->inuse);
3560
3561                         i++;
3562                         p = p->next;
3563                 }
3564                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3565         }
3566 #endif
3567         spin_unlock(&n->list_lock);
3568         ac->avail -= batchcount;
3569         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3570 }
3571
3572 /*
3573  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3574  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3575  */
3576 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3577                                 unsigned long caller)
3578 {
3579         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3580
3581         check_irq_off();
3582         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3583         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3584
3585         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3586
3587         /*
3588          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3589          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3590          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3591          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3592          * the cache.
3593          */
3594         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3595                 return;
3596
3597         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3598                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3599         } else {
3600                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3601                 cache_flusharray(cachep, ac);
3602         }
3603
3604         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3605 }
3606
3607 /**
3608  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3609  * @cachep: The cache to allocate from.
3610  * @flags: See kmalloc().
3611  *
3612  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3613  * if the cache has no available objects.
3614  */
3615 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3616 {
3617         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3618
3619         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3620                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3621
3622         return ret;
3623 }
3624 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3625
3626 #ifdef CONFIG_TRACING
3627 void *
3628 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3629 {
3630         void *ret;
3631
3632         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3633
3634         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3635                       size, cachep->size, flags);
3636         return ret;
3637 }
3638 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3639 #endif
3640
3641 #ifdef CONFIG_NUMA
3642 /**
3643  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3644  * @cachep: The cache to allocate from.
3645  * @flags: See kmalloc().
3646  * @nodeid: node number of the target node.
3647  *
3648  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3649  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3650  *
3651  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3652  */
3653 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3654 {
3655         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3656
3657         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3658                                     cachep->object_size, cachep->size,
3659                                     flags, nodeid);
3660
3661         return ret;
3662 }
3663 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3664
3665 #ifdef CONFIG_TRACING
3666 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3667                                   gfp_t flags,
3668                                   int nodeid,
3669                                   size_t size)
3670 {
3671         void *ret;
3672
3673         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3674
3675         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3676                            size, cachep->size,
3677                            flags, nodeid);
3678         return ret;
3679 }
3680 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3681 #endif
3682
3683 static __always_inline void *
3684 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3685 {
3686         struct kmem_cache *cachep;
3687
3688         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3689         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3690                 return cachep;
3691         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3692 }
3693
3694 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3695 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3696 {
3697         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3698 }
3699 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3700
3701 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3702                 int node, unsigned long caller)
3703 {
3704         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3705 }
3706 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3707 #else
3708 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3709 {
3710         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, 0);
3711 }
3712 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3713 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3714 #endif /* CONFIG_NUMA */
3715
3716 /**
3717  * __do_kmalloc - allocate memory
3718  * @size: how many bytes of memory are required.
3719  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3720  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3721  */
3722 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3723                                           unsigned long caller)
3724 {
3725         struct kmem_cache *cachep;
3726         void *ret;
3727
3728         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3729          * __ with kmem_.
3730          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3731          * functions.
3732          */
3733         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3734         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3735                 return cachep;
3736         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3737
3738         trace_kmalloc(caller, ret,
3739                       size, cachep->size, flags);
3740
3741         return ret;
3742 }
3743
3744
3745 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3746 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3747 {
3748         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3749 }
3750 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3751
3752 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3753 {
3754         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3755 }
3756 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3757
3758 #else
3759 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3760 {
3761         return __do_kmalloc(size, flags, 0);
3762 }
3763 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3764 #endif
3765
3766 /**
3767  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3768  * @cachep: The cache the allocation was from.
3769  * @objp: The previously allocated object.
3770  *
3771  * Free an object which was previously allocated from this
3772  * cache.
3773  */
3774 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3775 {
3776         unsigned long flags;
3777         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3778         if (!cachep)
3779                 return;
3780
3781         local_irq_save(flags);
3782         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3783         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3784                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3785         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3786         local_irq_restore(flags);
3787
3788         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3789 }
3790 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3791
3792 /**
3793  * kfree - free previously allocated memory
3794  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3795  *
3796  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3797  *
3798  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3799  * or you will run into trouble.
3800  */
3801 void kfree(const void *objp)
3802 {
3803         struct kmem_cache *c;
3804         unsigned long flags;
3805
3806         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3807
3808         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3809                 return;
3810         local_irq_save(flags);
3811         kfree_debugcheck(objp);
3812         c = virt_to_cache(objp);
3813         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3814
3815         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3816         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3817         local_irq_restore(flags);
3818 }
3819 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3820
3821 /*
3822  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3823  */
3824 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3825 {
3826         int node;
3827         struct kmem_cache_node *n;
3828         struct array_cache *new_shared;
3829         struct array_cache **new_alien = NULL;
3830
3831         for_each_online_node(node) {
3832
3833                 if (use_alien_caches) {
3834                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3835                         if (!new_alien)
3836                                 goto fail;
3837                 }
3838
3839                 new_shared = NULL;
3840                 if (cachep->shared) {
3841                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3842                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3843                                         0xbaadf00d, gfp);
3844                         if (!new_shared) {
3845                                 free_alien_cache(new_alien);
3846                                 goto fail;
3847                         }
3848                 }
3849
3850                 n = cachep->node[node];
3851                 if (n) {
3852                         struct array_cache *shared = n->shared;
3853
3854                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3855
3856                         if (shared)
3857                                 free_block(cachep, shared->entry,
3858                                                 shared->avail, node);
3859
3860                         n->shared = new_shared;
3861                         if (!n->alien) {
3862                                 n->alien = new_alien;
3863                                 new_alien = NULL;
3864                         }
3865                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3866                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3867                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3868                         kfree(shared);
3869                         free_alien_cache(new_alien);
3870                         continue;
3871                 }
3872                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3873                 if (!n) {
3874                         free_alien_cache(new_alien);
3875                         kfree(new_shared);
3876                         goto fail;
3877                 }
3878
3879                 kmem_cache_node_init(n);
3880                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3881                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3882                 n->shared = new_shared;
3883                 n->alien = new_alien;
3884                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3885                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3886                 cachep->node[node] = n;
3887         }
3888         return 0;
3889
3890 fail:
3891         if (!cachep->list.next) {
3892                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3893                 node--;
3894                 while (node >= 0) {
3895                         if (cachep->node[node]) {
3896                                 n = cachep->node[node];
3897
3898                                 kfree(n->shared);
3899                                 free_alien_cache(n->alien);
3900                                 kfree(n);
3901                                 cachep->node[node] = NULL;
3902                         }
3903                         node--;
3904                 }
3905         }
3906         return -ENOMEM;
3907 }
3908
3909 struct ccupdate_struct {
3910         struct kmem_cache *cachep;
3911         struct array_cache *new[0];
3912 };
3913
3914 static void do_ccupdate_local(void *info)
3915 {
3916         struct ccupdate_struct *new = info;
3917         struct array_cache *old;
3918
3919         check_irq_off();
3920         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3921
3922         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3923         new->new[smp_processor_id()] = old;
3924 }
3925
3926 /* Always called with the slab_mutex held */
3927 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3928                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3929 {
3930         struct ccupdate_struct *new;
3931         int i;
3932
3933         new = kzalloc(sizeof(*new) + nr_cpu_ids * sizeof(struct array_cache *),
3934                       gfp);
3935         if (!new)
3936                 return -ENOMEM;
3937
3938         for_each_online_cpu(i) {
3939                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
3940                                                 batchcount, gfp);
3941                 if (!new->new[i]) {
3942                         for (i--; i >= 0; i--)
3943                                 kfree(new->new[i]);
3944                         kfree(new);
3945                         return -ENOMEM;
3946                 }
3947         }
3948         new->cachep = cachep;
3949
3950         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3951
3952         check_irq_on();
3953         cachep->batchcount = batchcount;
3954         cachep->limit = limit;
3955         cachep->shared = shared;
3956
3957         for_each_online_cpu(i) {
3958                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3959                 if (!ccold)
3960                         continue;
3961                 spin_lock_irq(&cachep->node[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3962                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_mem(i));
3963                 spin_unlock_irq(&cachep->node[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3964                 kfree(ccold);
3965         }
3966         kfree(new);
3967         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
3968 }
3969
3970 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3971                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3972 {
3973         int ret;
3974         struct kmem_cache *c = NULL;
3975         int i = 0;
3976
3977         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3978
3979         if (slab_state < FULL)
3980                 return ret;
3981
3982         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3983                 return ret;
3984
3985         VM_BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
3986         for_each_memcg_cache_index(i) {
3987                 c = cache_from_memcg(cachep, i);
3988                 if (c)
3989                         /* return value determined by the parent cache only */
3990                         __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3991         }
3992
3993         return ret;
3994 }
3995
3996 /* Called with slab_mutex held always */
3997 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3998 {
3999         int err;
4000         int limit = 0;
4001         int shared = 0;
4002         int batchcount = 0;
4003
4004         if (!is_root_cache(cachep)) {
4005                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
4006                 limit = root->limit;
4007                 shared = root->shared;
4008                 batchcount = root->batchcount;
4009         }
4010
4011         if (limit && shared && batchcount)
4012                 goto skip_setup;
4013         /*
4014          * The head array serves three purposes:
4015          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
4016          * - reduce the number of spinlock operations.
4017          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4018          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4019          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4020          * Bonwick.
4021          */
4022         if (cachep->size > 131072)
4023                 limit = 1;
4024         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
4025                 limit = 8;
4026         else if (cachep->size > 1024)
4027                 limit = 24;
4028         else if (cachep->size > 256)
4029                 limit = 54;
4030         else
4031                 limit = 120;
4032
4033         /*
4034          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4035          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4036          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4037          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4038          * replaces Bonwick's magazine layer.
4039          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4040          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4041          */
4042         shared = 0;
4043         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4044                 shared = 8;
4045
4046 #if DEBUG
4047         /*
4048          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4049          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4050          */
4051         if (limit > 32)
4052                 limit = 32;
4053 #endif
4054         batchcount = (limit + 1) / 2;
4055 skip_setup:
4056         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
4057         if (err)
4058                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4059                        cachep->name, -err);
4060         return err;
4061 }
4062
4063 /*
4064  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
4065  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
4066  * if drain_array() is used on the shared array.
4067  */
4068 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
4069                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4070 {
4071         int tofree;
4072
4073         if (!ac || !ac->avail)
4074                 return;
4075         if (ac->touched && !force) {
4076                 ac->touched = 0;
4077         } else {
4078                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4079                 if (ac->avail) {
4080                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4081                         if (tofree > ac->avail)
4082                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4083                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4084                         ac->avail -= tofree;
4085                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4086                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4087                 }
4088                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4089         }
4090 }
4091
4092 /**
4093  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4094  * @w: work descriptor
4095  *
4096  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4097  * Purpose:
4098  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4099  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4100  *
4101  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4102  * again on the next iteration.
4103  */
4104 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4105 {
4106         struct kmem_cache *searchp;
4107         struct kmem_cache_node *n;
4108         int node = numa_mem_id();
4109         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4110
4111         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
4112                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4113                 goto out;
4114
4115         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
4116                 check_irq_on();
4117
4118                 /*
4119                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
4120                  * have established with reasonable certainty that
4121                  * we can do some work if the lock was obtained.
4122                  */
4123                 n = searchp->node[node];
4124
4125                 reap_alien(searchp, n);
4126
4127                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4128
4129                 /*
4130                  * These are racy checks but it does not matter
4131                  * if we skip one check or scan twice.
4132                  */
4133                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
4134                         goto next;
4135
4136                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4137
4138                 drain_array(searchp, n, n->shared, 0, node);
4139
4140                 if (n->free_touched)
4141                         n->free_touched = 0;
4142                 else {
4143                         int freed;
4144
4145                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
4146                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4147                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4148                 }
4149 next:
4150                 cond_resched();
4151         }
4152         check_irq_on();
4153         mutex_unlock(&slab_mutex);
4154         next_reap_node();
4155 out:
4156         /* Set up the next iteration */
4157         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4158 }
4159
4160 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4161 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4162 {
4163         struct slab *slabp;
4164         unsigned long active_objs;
4165         unsigned long num_objs;
4166         unsigned long active_slabs = 0;
4167         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4168         const char *name;
4169         char *error = NULL;
4170         int node;
4171         struct kmem_cache_node *n;
4172
4173         active_objs = 0;
4174         num_slabs = 0;
4175         for_each_online_node(node) {
4176                 n = cachep->node[node];
4177                 if (!n)
4178                         continue;
4179
4180                 check_irq_on();
4181                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4182
4183                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_full, list) {
4184                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4185                                 error = "slabs_full accounting error";
4186                         active_objs += cachep->num;
4187                         active_slabs++;
4188                 }
4189                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_partial, list) {
4190                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4191                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4192                         if (!slabp->inuse && !error)
4193                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4194                         active_objs += slabp->inuse;
4195                         active_slabs++;
4196                 }
4197                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_free, list) {
4198                         if (slabp->inuse && !error)
4199                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4200                         num_slabs++;
4201                 }
4202                 free_objects += n->free_objects;
4203                 if (n->shared)
4204                         shared_avail += n->shared->avail;
4205
4206                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4207         }
4208         num_slabs += active_slabs;
4209         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4210         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4211                 error = "free_objects accounting error";
4212
4213         name = cachep->name;
4214         if (error)
4215                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4216
4217         sinfo->active_objs = active_objs;
4218         sinfo->num_objs = num_objs;
4219         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4220         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4221         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4222         sinfo->limit = cachep->limit;
4223         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4224         sinfo->shared = cachep->shared;
4225         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4226         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4227 }
4228
4229 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4230 {
4231 #if STATS
4232         {                       /* node stats */
4233                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4234                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4235                 unsigned long grown = cachep->grown;
4236                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4237                 unsigned long errors = cachep->errors;
4238                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4239                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4240                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4241                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4242
4243                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4244                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4245                            allocs, high, grown,
4246                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4247                            node_frees, overflows);
4248         }
4249         /* cpu stats */
4250         {
4251                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4252                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4253                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4254                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4255
4256                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4257                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4258         }
4259 #endif
4260 }
4261
4262 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4263 /**
4264  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4265  * @file: unused
4266  * @buffer: user buffer
4267  * @count: data length
4268  * @ppos: unused
4269  */
4270 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4271                        size_t count, loff_t *ppos)
4272 {
4273         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4274         int limit, batchcount, shared, res;
4275         struct kmem_cache *cachep;
4276
4277         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4278                 return -EINVAL;
4279         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4280                 return -EFAULT;
4281         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4282
4283         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4284         if (!tmp)
4285                 return -EINVAL;
4286         *tmp = '\0';
4287         tmp++;
4288         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4289                 return -EINVAL;
4290
4291         /* Find the cache in the chain of caches. */
4292         mutex_lock(&slab_mutex);
4293         res = -EINVAL;
4294         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4295                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4296                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4297                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4298                                 res = 0;
4299                         } else {
4300                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4301                                                        batchcount, shared,
4302                                                        GFP_KERNEL);
4303                         }
4304                         break;
4305                 }
4306         }
4307         mutex_unlock(&slab_mutex);
4308         if (res >= 0)
4309                 res = count;
4310         return res;
4311 }
4312
4313 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4314
4315 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4316 {
4317         mutex_lock(&slab_mutex);
4318         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4319 }
4320
4321 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4322 {
4323         unsigned long *p;
4324         int l;
4325         if (!v)
4326                 return 1;
4327         l = n[1];
4328         p = n + 2;
4329         while (l) {
4330                 int i = l/2;
4331                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4332                 if (*q == v) {
4333                         q[1]++;
4334                         return 1;
4335                 }
4336                 if (*q > v) {
4337                         l = i;
4338                 } else {
4339                         p = q + 2;
4340                         l -= i + 1;
4341                 }
4342         }
4343         if (++n[1] == n[0])
4344                 return 0;
4345         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4346         p[0] = v;
4347         p[1] = 1;
4348         return 1;
4349 }
4350
4351 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4352 {
4353         void *p;
4354         int i;
4355         if (n[0] == n[1])
4356                 return;
4357         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4358                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4359                         continue;
4360                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4361                         return;
4362         }
4363 }
4364
4365 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4366 {
4367 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4368         unsigned long offset, size;
4369         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4370
4371         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4372                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4373                 if (modname[0])
4374                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4375                 return;
4376         }
4377 #endif
4378         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4379 }
4380
4381 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4382 {
4383         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4384         struct slab *slabp;
4385         struct kmem_cache_node *n;
4386         const char *name;
4387         unsigned long *x = m->private;
4388         int node;
4389         int i;
4390
4391         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4392                 return 0;
4393         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4394                 return 0;
4395
4396         /* OK, we can do it */
4397
4398         x[1] = 0;
4399
4400         for_each_online_node(node) {
4401                 n = cachep->node[node];
4402                 if (!n)
4403                         continue;
4404
4405                 check_irq_on();
4406                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4407
4408                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_full, list)
4409                         handle_slab(x, cachep, slabp);
4410                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_partial, list)
4411                         handle_slab(x, cachep, slabp);
4412                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4413         }
4414         name = cachep->name;
4415         if (x[0] == x[1]) {
4416                 /* Increase the buffer size */
4417                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4418                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4419                 if (!m->private) {
4420                         /* Too bad, we are really out */
4421                         m->private = x;
4422                         mutex_lock(&slab_mutex);
4423                         return -ENOMEM;
4424                 }
4425                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4426                 kfree(x);
4427                 mutex_lock(&slab_mutex);
4428                 /* Now make sure this entry will be retried */
4429                 m->count = m->size;
4430                 return 0;
4431         }
4432         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4433                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4434                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4435                 seq_putc(m, '\n');
4436         }
4437
4438         return 0;
4439 }
4440
4441 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4442         .start = leaks_start,
4443         .next = s_next,
4444         .stop = s_stop,
4445         .show = leaks_show,
4446 };
4447
4448 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4449 {
4450         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4451         int ret = -ENOMEM;
4452         if (n) {
4453                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4454                 if (!ret) {
4455                         struct seq_file *m = file->private_data;
4456                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4457                         m->private = n;
4458                         n = NULL;
4459                 }
4460                 kfree(n);
4461         }
4462         return ret;
4463 }
4464
4465 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4466         .open           = slabstats_open,
4467         .read           = seq_read,
4468         .llseek         = seq_lseek,
4469         .release        = seq_release_private,
4470 };
4471 #endif
4472
4473 static int __init slab_proc_init(void)
4474 {
4475 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4476         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4477 #endif
4478         return 0;
4479 }
4480 module_init(slab_proc_init);
4481 #endif
4482
4483 /**
4484  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4485  * @objp: Pointer to the object
4486  *
4487  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4488  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4489  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4490  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4491  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4492  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4493  * must not be freed during the duration of the call.
4494  */
4495 size_t ksize(const void *objp)
4496 {
4497         BUG_ON(!objp);
4498         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4499                 return 0;
4500
4501         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4502 }
4503 EXPORT_SYMBOL(ksize);