mm/compaction: clean up unused code lines
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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 #define FREELIST_BYTE_INDEX (((PAGE_SIZE >> BITS_PER_BYTE) \
161                                 <= SLAB_OBJ_MIN_SIZE) ? 1 : 0)
162
163 #if FREELIST_BYTE_INDEX
164 typedef unsigned char freelist_idx_t;
165 #else
166 typedef unsigned short freelist_idx_t;
167 #endif
168
169 #define SLAB_OBJ_MAX_NUM ((1 << sizeof(freelist_idx_t) * BITS_PER_BYTE) - 1)
170
171 /*
172  * true if a page was allocated from pfmemalloc reserves for network-based
173  * swap
174  */
175 static bool pfmemalloc_active __read_mostly;
176
177 /*
178  * struct array_cache
179  *
180  * Purpose:
181  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
182  * - reduce the number of linked list operations
183  * - reduce spinlock operations
184  *
185  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
186  * footprint.
187  *
188  */
189 struct array_cache {
190         unsigned int avail;
191         unsigned int limit;
192         unsigned int batchcount;
193         unsigned int touched;
194         spinlock_t lock;
195         void *entry[];  /*
196                          * Must have this definition in here for the proper
197                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
198                          * the entries.
199                          *
200                          * Entries should not be directly dereferenced as
201                          * entries belonging to slabs marked pfmemalloc will
202                          * have the lower bits set SLAB_OBJ_PFMEMALLOC
203                          */
204 };
205
206 #define SLAB_OBJ_PFMEMALLOC     1
207 static inline bool is_obj_pfmemalloc(void *objp)
208 {
209         return (unsigned long)objp & SLAB_OBJ_PFMEMALLOC;
210 }
211
212 static inline void set_obj_pfmemalloc(void **objp)
213 {
214         *objp = (void *)((unsigned long)*objp | SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
215         return;
216 }
217
218 static inline void clear_obj_pfmemalloc(void **objp)
219 {
220         *objp = (void *)((unsigned long)*objp & ~SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
221 }
222
223 /*
224  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
225  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
226  */
227 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
228 struct arraycache_init {
229         struct array_cache cache;
230         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
231 };
232
233 /*
234  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
235  */
236 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
237 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
238 #define CACHE_CACHE 0
239 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
240 #define SIZE_NODE (2 * MAX_NUMNODES)
241
242 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
243                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
244 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
245                         int node);
246 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
247 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
248
249 static int slab_early_init = 1;
250
251 #define INDEX_AC kmalloc_index(sizeof(struct arraycache_init))
252 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
253
254 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
255 {
256         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
257         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
258         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
259         parent->shared = NULL;
260         parent->alien = NULL;
261         parent->colour_next = 0;
262         spin_lock_init(&parent->list_lock);
263         parent->free_objects = 0;
264         parent->free_touched = 0;
265 }
266
267 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
268         do {                                                            \
269                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
270                 list_splice(&(cachep->node[nodeid]->slab), listp);      \
271         } while (0)
272
273 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
274         do {                                                            \
275         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
276         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
277         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
278         } while (0)
279
280 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
281 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
282
283 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
284 /*
285  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
286  * cpucache drain/refill cycles.
287  *
288  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
289  * which could lock up otherwise freeable slabs.
290  */
291 #define REAPTIMEOUT_AC          (2*HZ)
292 #define REAPTIMEOUT_NODE        (4*HZ)
293
294 #if STATS
295 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
296 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
297 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
298 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
299 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
300 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
301         do {                                                            \
302                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
303                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
304         } while (0)
305 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
306 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
307 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
308 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
309 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
310         do {                                                            \
311                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
312                         (x)->max_freeable = i;                          \
313         } while (0)
314 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
315 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
316 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
317 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
318 #else
319 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
320 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
321 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
322 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
323 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
324 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
325 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
326 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
327 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
328 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
329 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
330 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
331 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
332 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
333 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
334 #endif
335
336 #if DEBUG
337
338 /*
339  * memory layout of objects:
340  * 0            : objp
341  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
342  *              the end of an object is aligned with the end of the real
343  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
344  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
345  *              redzone word.
346  * cachep->obj_offset: The real object.
347  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
348  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
349  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
350  */
351 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
352 {
353         return cachep->obj_offset;
354 }
355
356 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
357 {
358         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
359         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
360                                       sizeof(unsigned long long));
361 }
362
363 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
364 {
365         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
366         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
367                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
368                                               sizeof(unsigned long long) -
369                                               REDZONE_ALIGN);
370         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
371                                        sizeof(unsigned long long));
372 }
373
374 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
375 {
376         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
377         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
378 }
379
380 #else
381
382 #define obj_offset(x)                   0
383 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
384 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
385 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
386
387 #endif
388
389 /*
390  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
391  * overridden on the command line.
392  */
393 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
394 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
395 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
396 static bool slab_max_order_set __initdata;
397
398 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
399 {
400         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
401         return page->slab_cache;
402 }
403
404 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
405                                  unsigned int idx)
406 {
407         return page->s_mem + cache->size * idx;
408 }
409
410 /*
411  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
412  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
413  *   we can replace (offset / cache->size) by
414  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
415  */
416 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
417                                         const struct page *page, void *obj)
418 {
419         u32 offset = (obj - page->s_mem);
420         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
421 }
422
423 static struct arraycache_init initarray_generic =
424     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
425
426 /* internal cache of cache description objs */
427 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
428         .batchcount = 1,
429         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
430         .shared = 1,
431         .size = sizeof(struct kmem_cache),
432         .name = "kmem_cache",
433 };
434
435 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
436
437 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
438
439 /*
440  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
441  * for other slabs "off slab".
442  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
443  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
444  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
445  *
446  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
447  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
448  * then comes back up during hotplug
449  */
450 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
451 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
452
453 static struct lock_class_key debugobj_l3_key;
454 static struct lock_class_key debugobj_alc_key;
455
456 static void slab_set_lock_classes(struct kmem_cache *cachep,
457                 struct lock_class_key *l3_key, struct lock_class_key *alc_key,
458                 int q)
459 {
460         struct array_cache **alc;
461         struct kmem_cache_node *n;
462         int r;
463
464         n = cachep->node[q];
465         if (!n)
466                 return;
467
468         lockdep_set_class(&n->list_lock, l3_key);
469         alc = n->alien;
470         /*
471          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
472          * should go away when common slab code is taught to
473          * work even without alien caches.
474          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
475          * for alloc_alien_cache,
476          */
477         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
478                 return;
479         for_each_node(r) {
480                 if (alc[r])
481                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock, alc_key);
482         }
483 }
484
485 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
486 {
487         slab_set_lock_classes(cachep, &debugobj_l3_key, &debugobj_alc_key, node);
488 }
489
490 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
491 {
492         int node;
493
494         for_each_online_node(node)
495                 slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
496 }
497
498 static void init_node_lock_keys(int q)
499 {
500         int i;
501
502         if (slab_state < UP)
503                 return;
504
505         for (i = 1; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++) {
506                 struct kmem_cache_node *n;
507                 struct kmem_cache *cache = kmalloc_caches[i];
508
509                 if (!cache)
510                         continue;
511
512                 n = cache->node[q];
513                 if (!n || OFF_SLAB(cache))
514                         continue;
515
516                 slab_set_lock_classes(cache, &on_slab_l3_key,
517                                 &on_slab_alc_key, q);
518         }
519 }
520
521 static void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int q)
522 {
523         if (!cachep->node[q])
524                 return;
525
526         slab_set_lock_classes(cachep, &on_slab_l3_key,
527                         &on_slab_alc_key, q);
528 }
529
530 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
531 {
532         int node;
533
534         VM_BUG_ON(OFF_SLAB(cachep));
535         for_each_node(node)
536                 on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
537 }
538
539 static inline void init_lock_keys(void)
540 {
541         int node;
542
543         for_each_node(node)
544                 init_node_lock_keys(node);
545 }
546 #else
547 static void init_node_lock_keys(int q)
548 {
549 }
550
551 static inline void init_lock_keys(void)
552 {
553 }
554
555 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
556 {
557 }
558
559 static inline void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
560 {
561 }
562
563 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
564 {
565 }
566
567 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
568 {
569 }
570 #endif
571
572 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
573
574 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
575 {
576         return cachep->array[smp_processor_id()];
577 }
578
579 static int calculate_nr_objs(size_t slab_size, size_t buffer_size,
580                                 size_t idx_size, size_t align)
581 {
582         int nr_objs;
583         size_t freelist_size;
584
585         /*
586          * Ignore padding for the initial guess. The padding
587          * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
588          * least @align. In the worst case, this result will
589          * be one greater than the number of objects that fit
590          * into the memory allocation when taking the padding
591          * into account.
592          */
593         nr_objs = slab_size / (buffer_size + idx_size);
594
595         /*
596          * This calculated number will be either the right
597          * amount, or one greater than what we want.
598          */
599         freelist_size = slab_size - nr_objs * buffer_size;
600         if (freelist_size < ALIGN(nr_objs * idx_size, align))
601                 nr_objs--;
602
603         return nr_objs;
604 }
605
606 /*
607  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
608  */
609 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
610                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
611                            unsigned int *num)
612 {
613         int nr_objs;
614         size_t mgmt_size;
615         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
616
617         /*
618          * The slab management structure can be either off the slab or
619          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
620          * slab is used for:
621          *
622          * - One unsigned int for each object
623          * - Padding to respect alignment of @align
624          * - @buffer_size bytes for each object
625          *
626          * If the slab management structure is off the slab, then the
627          * alignment will already be calculated into the size. Because
628          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
629          * correct alignment when allocated.
630          */
631         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
632                 mgmt_size = 0;
633                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
634
635         } else {
636                 nr_objs = calculate_nr_objs(slab_size, buffer_size,
637                                         sizeof(freelist_idx_t), align);
638                 mgmt_size = ALIGN(nr_objs * sizeof(freelist_idx_t), align);
639         }
640         *num = nr_objs;
641         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
642 }
643
644 #if DEBUG
645 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
646
647 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
648                         char *msg)
649 {
650         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
651                function, cachep->name, msg);
652         dump_stack();
653         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
654 }
655 #endif
656
657 /*
658  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
659  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
660  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
661  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
662  * line
663   */
664
665 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
666 static int __init noaliencache_setup(char *s)
667 {
668         use_alien_caches = 0;
669         return 1;
670 }
671 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
672
673 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
674 {
675         get_option(&str, &slab_max_order);
676         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
677                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
678         slab_max_order_set = true;
679
680         return 1;
681 }
682 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
683
684 #ifdef CONFIG_NUMA
685 /*
686  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
687  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
688  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
689  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
690  */
691 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
692
693 static void init_reap_node(int cpu)
694 {
695         int node;
696
697         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
698         if (node == MAX_NUMNODES)
699                 node = first_node(node_online_map);
700
701         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
702 }
703
704 static void next_reap_node(void)
705 {
706         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
707
708         node = next_node(node, node_online_map);
709         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
710                 node = first_node(node_online_map);
711         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
712 }
713
714 #else
715 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
716 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
717 #endif
718
719 /*
720  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
721  * via the workqueue/eventd.
722  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
723  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
724  * lock.
725  */
726 static void start_cpu_timer(int cpu)
727 {
728         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
729
730         /*
731          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
732          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
733          * at that time.
734          */
735         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
736                 init_reap_node(cpu);
737                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
738                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
739                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
740         }
741 }
742
743 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
744                                             int batchcount, gfp_t gfp)
745 {
746         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
747         struct array_cache *nc = NULL;
748
749         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
750         /*
751          * The array_cache structures contain pointers to free object.
752          * However, when such objects are allocated or transferred to another
753          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
754          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
755          * not scan such objects.
756          */
757         kmemleak_no_scan(nc);
758         if (nc) {
759                 nc->avail = 0;
760                 nc->limit = entries;
761                 nc->batchcount = batchcount;
762                 nc->touched = 0;
763                 spin_lock_init(&nc->lock);
764         }
765         return nc;
766 }
767
768 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct page *page)
769 {
770         return PageSlabPfmemalloc(page);
771 }
772
773 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
774 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
775                                                 struct array_cache *ac)
776 {
777         struct kmem_cache_node *n = cachep->node[numa_mem_id()];
778         struct page *page;
779         unsigned long flags;
780
781         if (!pfmemalloc_active)
782                 return;
783
784         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
785         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
786                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
787                         goto out;
788
789         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
790                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
791                         goto out;
792
793         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
794                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
795                         goto out;
796
797         pfmemalloc_active = false;
798 out:
799         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
800 }
801
802 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
803                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
804 {
805         int i;
806         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
807
808         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
809         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
810                 struct kmem_cache_node *n;
811
812                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
813                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
814                         return objp;
815                 }
816
817                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
818                 for (i = 0; i < ac->avail; i++) {
819                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
820                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
821                                 objp = ac->entry[i];
822                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
823                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
824                                 return objp;
825                         }
826                 }
827
828                 /*
829                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
830                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
831                  */
832                 n = cachep->node[numa_mem_id()];
833                 if (!list_empty(&n->slabs_free) && force_refill) {
834                         struct page *page = virt_to_head_page(objp);
835                         ClearPageSlabPfmemalloc(page);
836                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
837                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
838                         return objp;
839                 }
840
841                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
842                 ac->avail++;
843                 objp = NULL;
844         }
845
846         return objp;
847 }
848
849 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
850                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
851 {
852         void *objp;
853
854         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
855                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
856         else
857                 objp = ac->entry[--ac->avail];
858
859         return objp;
860 }
861
862 static void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
863                                                                 void *objp)
864 {
865         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
866                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
867                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
868                 if (PageSlabPfmemalloc(page))
869                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
870         }
871
872         return objp;
873 }
874
875 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
876                                                                 void *objp)
877 {
878         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
879                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
880
881         ac->entry[ac->avail++] = objp;
882 }
883
884 /*
885  * Transfer objects in one arraycache to another.
886  * Locking must be handled by the caller.
887  *
888  * Return the number of entries transferred.
889  */
890 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
891                 struct array_cache *from, unsigned int max)
892 {
893         /* Figure out how many entries to transfer */
894         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
895
896         if (!nr)
897                 return 0;
898
899         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
900                         sizeof(void *) *nr);
901
902         from->avail -= nr;
903         to->avail += nr;
904         return nr;
905 }
906
907 #ifndef CONFIG_NUMA
908
909 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
910 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
911
912 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
913 {
914         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
915 }
916
917 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
918 {
919 }
920
921 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
922 {
923         return 0;
924 }
925
926 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
927                 gfp_t flags)
928 {
929         return NULL;
930 }
931
932 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
933                  gfp_t flags, int nodeid)
934 {
935         return NULL;
936 }
937
938 #else   /* CONFIG_NUMA */
939
940 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
941 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
942
943 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
944 {
945         struct array_cache **ac_ptr;
946         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
947         int i;
948
949         if (limit > 1)
950                 limit = 12;
951         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
952         if (ac_ptr) {
953                 for_each_node(i) {
954                         if (i == node || !node_online(i))
955                                 continue;
956                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
957                         if (!ac_ptr[i]) {
958                                 for (i--; i >= 0; i--)
959                                         kfree(ac_ptr[i]);
960                                 kfree(ac_ptr);
961                                 return NULL;
962                         }
963                 }
964         }
965         return ac_ptr;
966 }
967
968 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
969 {
970         int i;
971
972         if (!ac_ptr)
973                 return;
974         for_each_node(i)
975             kfree(ac_ptr[i]);
976         kfree(ac_ptr);
977 }
978
979 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
980                                 struct array_cache *ac, int node)
981 {
982         struct kmem_cache_node *n = cachep->node[node];
983
984         if (ac->avail) {
985                 spin_lock(&n->list_lock);
986                 /*
987                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
988                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
989                  * into the free lists and getting them back later.
990                  */
991                 if (n->shared)
992                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
993
994                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
995                 ac->avail = 0;
996                 spin_unlock(&n->list_lock);
997         }
998 }
999
1000 /*
1001  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1002  */
1003 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
1004 {
1005         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1006
1007         if (n->alien) {
1008                 struct array_cache *ac = n->alien[node];
1009
1010                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1011                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1012                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1013                 }
1014         }
1015 }
1016
1017 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1018                                 struct array_cache **alien)
1019 {
1020         int i = 0;
1021         struct array_cache *ac;
1022         unsigned long flags;
1023
1024         for_each_online_node(i) {
1025                 ac = alien[i];
1026                 if (ac) {
1027                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1028                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1029                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1030                 }
1031         }
1032 }
1033
1034 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1035 {
1036         int nodeid = page_to_nid(virt_to_page(objp));
1037         struct kmem_cache_node *n;
1038         struct array_cache *alien = NULL;
1039         int node;
1040
1041         node = numa_mem_id();
1042
1043         /*
1044          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1045          * cache on this cpu.
1046          */
1047         if (likely(nodeid == node))
1048                 return 0;
1049
1050         n = cachep->node[node];
1051         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1052         if (n->alien && n->alien[nodeid]) {
1053                 alien = n->alien[nodeid];
1054                 spin_lock(&alien->lock);
1055                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1056                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1057                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1058                 }
1059                 ac_put_obj(cachep, alien, objp);
1060                 spin_unlock(&alien->lock);
1061         } else {
1062                 spin_lock(&(cachep->node[nodeid])->list_lock);
1063                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1064                 spin_unlock(&(cachep->node[nodeid])->list_lock);
1065         }
1066         return 1;
1067 }
1068 #endif
1069
1070 /*
1071  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
1072  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
1073  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1074  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
1075  * already in use.
1076  *
1077  * Must hold slab_mutex.
1078  */
1079 static int init_cache_node_node(int node)
1080 {
1081         struct kmem_cache *cachep;
1082         struct kmem_cache_node *n;
1083         const int memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
1084
1085         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1086                 /*
1087                  * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
1088                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1089                  * node has not already allocated this
1090                  */
1091                 if (!cachep->node[node]) {
1092                         n = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1093                         if (!n)
1094                                 return -ENOMEM;
1095                         kmem_cache_node_init(n);
1096                         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1097                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1098
1099                         /*
1100                          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
1101                          * come and go.  slab_mutex is sufficient
1102                          * protection here.
1103                          */
1104                         cachep->node[node] = n;
1105                 }
1106
1107                 spin_lock_irq(&cachep->node[node]->list_lock);
1108                 cachep->node[node]->free_limit =
1109                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1110                         cachep->batchcount + cachep->num;
1111                 spin_unlock_irq(&cachep->node[node]->list_lock);
1112         }
1113         return 0;
1114 }
1115
1116 static inline int slabs_tofree(struct kmem_cache *cachep,
1117                                                 struct kmem_cache_node *n)
1118 {
1119         return (n->free_objects + cachep->num - 1) / cachep->num;
1120 }
1121
1122 static void cpuup_canceled(long cpu)
1123 {
1124         struct kmem_cache *cachep;
1125         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1126         int node = cpu_to_mem(cpu);
1127         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1128
1129         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1130                 struct array_cache *nc;
1131                 struct array_cache *shared;
1132                 struct array_cache **alien;
1133
1134                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1135                 nc = cachep->array[cpu];
1136                 cachep->array[cpu] = NULL;
1137                 n = cachep->node[node];
1138
1139                 if (!n)
1140                         goto free_array_cache;
1141
1142                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1143
1144                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
1145                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
1146                 if (nc)
1147                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1148
1149                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1150                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1151                         goto free_array_cache;
1152                 }
1153
1154                 shared = n->shared;
1155                 if (shared) {
1156                         free_block(cachep, shared->entry,
1157                                    shared->avail, node);
1158                         n->shared = NULL;
1159                 }
1160
1161                 alien = n->alien;
1162                 n->alien = NULL;
1163
1164                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1165
1166                 kfree(shared);
1167                 if (alien) {
1168                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1169                         free_alien_cache(alien);
1170                 }
1171 free_array_cache:
1172                 kfree(nc);
1173         }
1174         /*
1175          * In the previous loop, all the objects were freed to
1176          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1177          * shrink each nodelist to its limit.
1178          */
1179         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1180                 n = cachep->node[node];
1181                 if (!n)
1182                         continue;
1183                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1184         }
1185 }
1186
1187 static int cpuup_prepare(long cpu)
1188 {
1189         struct kmem_cache *cachep;
1190         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1191         int node = cpu_to_mem(cpu);
1192         int err;
1193
1194         /*
1195          * We need to do this right in the beginning since
1196          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1197          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1198          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1199          */
1200         err = init_cache_node_node(node);
1201         if (err < 0)
1202                 goto bad;
1203
1204         /*
1205          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1206          * array caches
1207          */
1208         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1209                 struct array_cache *nc;
1210                 struct array_cache *shared = NULL;
1211                 struct array_cache **alien = NULL;
1212
1213                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1214                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1215                 if (!nc)
1216                         goto bad;
1217                 if (cachep->shared) {
1218                         shared = alloc_arraycache(node,
1219                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1220                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1221                         if (!shared) {
1222                                 kfree(nc);
1223                                 goto bad;
1224                         }
1225                 }
1226                 if (use_alien_caches) {
1227                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1228                         if (!alien) {
1229                                 kfree(shared);
1230                                 kfree(nc);
1231                                 goto bad;
1232                         }
1233                 }
1234                 cachep->array[cpu] = nc;
1235                 n = cachep->node[node];
1236                 BUG_ON(!n);
1237
1238                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1239                 if (!n->shared) {
1240                         /*
1241                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1242                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1243                          */
1244                         n->shared = shared;
1245                         shared = NULL;
1246                 }
1247 #ifdef CONFIG_NUMA
1248                 if (!n->alien) {
1249                         n->alien = alien;
1250                         alien = NULL;
1251                 }
1252 #endif
1253                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1254                 kfree(shared);
1255                 free_alien_cache(alien);
1256                 if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS)
1257                         slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
1258                 else if (!OFF_SLAB(cachep) &&
1259                          !(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1260                         on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
1261         }
1262         init_node_lock_keys(node);
1263
1264         return 0;
1265 bad:
1266         cpuup_canceled(cpu);
1267         return -ENOMEM;
1268 }
1269
1270 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1271                                     unsigned long action, void *hcpu)
1272 {
1273         long cpu = (long)hcpu;
1274         int err = 0;
1275
1276         switch (action) {
1277         case CPU_UP_PREPARE:
1278         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1279                 mutex_lock(&slab_mutex);
1280                 err = cpuup_prepare(cpu);
1281                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1282                 break;
1283         case CPU_ONLINE:
1284         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1285                 start_cpu_timer(cpu);
1286                 break;
1287 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1288         case CPU_DOWN_PREPARE:
1289         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1290                 /*
1291                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1292                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1293                  * anything expensive but will only modify reap_work
1294                  * and reschedule the timer.
1295                 */
1296                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1297                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1298                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1299                 break;
1300         case CPU_DOWN_FAILED:
1301         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1302                 start_cpu_timer(cpu);
1303                 break;
1304         case CPU_DEAD:
1305         case CPU_DEAD_FROZEN:
1306                 /*
1307                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1308                  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between
1309                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1310                  * memory from the node of the cpu going down.  The node
1311                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1312                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1313                  */
1314                 /* fall through */
1315 #endif
1316         case CPU_UP_CANCELED:
1317         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1318                 mutex_lock(&slab_mutex);
1319                 cpuup_canceled(cpu);
1320                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1321                 break;
1322         }
1323         return notifier_from_errno(err);
1324 }
1325
1326 static struct notifier_block cpucache_notifier = {
1327         &cpuup_callback, NULL, 0
1328 };
1329
1330 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1331 /*
1332  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1333  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1334  * removed.
1335  *
1336  * Must hold slab_mutex.
1337  */
1338 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1339 {
1340         struct kmem_cache *cachep;
1341         int ret = 0;
1342
1343         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1344                 struct kmem_cache_node *n;
1345
1346                 n = cachep->node[node];
1347                 if (!n)
1348                         continue;
1349
1350                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1351
1352                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1353                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1354                         ret = -EBUSY;
1355                         break;
1356                 }
1357         }
1358         return ret;
1359 }
1360
1361 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1362                                         unsigned long action, void *arg)
1363 {
1364         struct memory_notify *mnb = arg;
1365         int ret = 0;
1366         int nid;
1367
1368         nid = mnb->status_change_nid;
1369         if (nid < 0)
1370                 goto out;
1371
1372         switch (action) {
1373         case MEM_GOING_ONLINE:
1374                 mutex_lock(&slab_mutex);
1375                 ret = init_cache_node_node(nid);
1376                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1377                 break;
1378         case MEM_GOING_OFFLINE:
1379                 mutex_lock(&slab_mutex);
1380                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1381                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1382                 break;
1383         case MEM_ONLINE:
1384         case MEM_OFFLINE:
1385         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1386         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1387                 break;
1388         }
1389 out:
1390         return notifier_from_errno(ret);
1391 }
1392 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1393
1394 /*
1395  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1396  */
1397 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1398                                 int nodeid)
1399 {
1400         struct kmem_cache_node *ptr;
1401
1402         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1403         BUG_ON(!ptr);
1404
1405         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1406         /*
1407          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1408          */
1409         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1410
1411         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1412         cachep->node[nodeid] = ptr;
1413 }
1414
1415 /*
1416  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1417  * size of kmem_cache_node.
1418  */
1419 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1420 {
1421         int node;
1422
1423         for_each_online_node(node) {
1424                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1425                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1426                     REAPTIMEOUT_NODE +
1427                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1428         }
1429 }
1430
1431 /*
1432  * The memory after the last cpu cache pointer is used for the
1433  * the node pointer.
1434  */
1435 static void setup_node_pointer(struct kmem_cache *cachep)
1436 {
1437         cachep->node = (struct kmem_cache_node **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1442  * before smp_init().
1443  */
1444 void __init kmem_cache_init(void)
1445 {
1446         int i;
1447
1448         BUILD_BUG_ON(sizeof(((struct page *)NULL)->lru) <
1449                                         sizeof(struct rcu_head));
1450         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1451         setup_node_pointer(kmem_cache);
1452
1453         if (num_possible_nodes() == 1)
1454                 use_alien_caches = 0;
1455
1456         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1457                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1458
1459         set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1460
1461         /*
1462          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1463          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1464          * not overridden on the command line.
1465          */
1466         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1467                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1468
1469         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1470          * from caches that do not exist yet:
1471          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1472          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1473          *    kmem_cache is statically allocated.
1474          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1475          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1476          *    array at the end of the bootstrap.
1477          * 2) Create the first kmalloc cache.
1478          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1479          *    An __init data area is used for the head array.
1480          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1481          *    head arrays.
1482          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1483          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1484          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1485          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1486          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1487          */
1488
1489         /* 1) create the kmem_cache */
1490
1491         /*
1492          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1493          */
1494         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1495                 offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1496                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1497                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1498         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1499
1500         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1501
1502         /*
1503          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1504          * kmem_cache_node structures first.  Without this, further allocations will
1505          * bug.
1506          */
1507
1508         kmalloc_caches[INDEX_AC] = create_kmalloc_cache("kmalloc-ac",
1509                                         kmalloc_size(INDEX_AC), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1510
1511         if (INDEX_AC != INDEX_NODE)
1512                 kmalloc_caches[INDEX_NODE] =
1513                         create_kmalloc_cache("kmalloc-node",
1514                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1515
1516         slab_early_init = 0;
1517
1518         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1519         {
1520                 struct array_cache *ptr;
1521
1522                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1523
1524                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmem_cache),
1525                        sizeof(struct arraycache_init));
1526                 /*
1527                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1528                  */
1529                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1530
1531                 kmem_cache->array[smp_processor_id()] = ptr;
1532
1533                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1534
1535                 BUG_ON(cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC])
1536                        != &initarray_generic.cache);
1537                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC]),
1538                        sizeof(struct arraycache_init));
1539                 /*
1540                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1541                  */
1542                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1543
1544                 kmalloc_caches[INDEX_AC]->array[smp_processor_id()] = ptr;
1545         }
1546         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1547         {
1548                 int nid;
1549
1550                 for_each_online_node(nid) {
1551                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1552
1553                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_AC],
1554                                   &init_kmem_cache_node[SIZE_AC + nid], nid);
1555
1556                         if (INDEX_AC != INDEX_NODE) {
1557                                 init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1558                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1559                         }
1560                 }
1561         }
1562
1563         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1564 }
1565
1566 void __init kmem_cache_init_late(void)
1567 {
1568         struct kmem_cache *cachep;
1569
1570         slab_state = UP;
1571
1572         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1573         mutex_lock(&slab_mutex);
1574         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1575                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1576                         BUG();
1577         mutex_unlock(&slab_mutex);
1578
1579         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1580         init_lock_keys();
1581
1582         /* Done! */
1583         slab_state = FULL;
1584
1585         /*
1586          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1587          * cpu_cache_get for all new cpus
1588          */
1589         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1590
1591 #ifdef CONFIG_NUMA
1592         /*
1593          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1594          * node.
1595          */
1596         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1597 #endif
1598
1599         /*
1600          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1601          * of the kernel is not yet operational.
1602          */
1603 }
1604
1605 static int __init cpucache_init(void)
1606 {
1607         int cpu;
1608
1609         /*
1610          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1611          */
1612         for_each_online_cpu(cpu)
1613                 start_cpu_timer(cpu);
1614
1615         /* Done! */
1616         slab_state = FULL;
1617         return 0;
1618 }
1619 __initcall(cpucache_init);
1620
1621 static noinline void
1622 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1623 {
1624 #if DEBUG
1625         struct kmem_cache_node *n;
1626         struct page *page;
1627         unsigned long flags;
1628         int node;
1629         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1630                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1631
1632         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1633                 return;
1634
1635         printk(KERN_WARNING
1636                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1637                 nodeid, gfpflags);
1638         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1639                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1640
1641         for_each_online_node(node) {
1642                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1643                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1644
1645                 n = cachep->node[node];
1646                 if (!n)
1647                         continue;
1648
1649                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1650                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
1651                         active_objs += cachep->num;
1652                         active_slabs++;
1653                 }
1654                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
1655                         active_objs += page->active;
1656                         active_slabs++;
1657                 }
1658                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
1659                         num_slabs++;
1660
1661                 free_objects += n->free_objects;
1662                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1663
1664                 num_slabs += active_slabs;
1665                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1666                 printk(KERN_WARNING
1667                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1668                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1669                         free_objects);
1670         }
1671 #endif
1672 }
1673
1674 /*
1675  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1676  *
1677  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1678  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1679  * would be relatively rare and ignorable.
1680  */
1681 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1682                                                                 int nodeid)
1683 {
1684         struct page *page;
1685         int nr_pages;
1686
1687         flags |= cachep->allocflags;
1688         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1689                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1690
1691         if (memcg_charge_slab(cachep, flags, cachep->gfporder))
1692                 return NULL;
1693
1694         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1695         if (!page) {
1696                 memcg_uncharge_slab(cachep, cachep->gfporder);
1697                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1698                 return NULL;
1699         }
1700
1701         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1702         if (unlikely(page->pfmemalloc))
1703                 pfmemalloc_active = true;
1704
1705         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1706         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1707                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1708                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1709         else
1710                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1711                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1712         __SetPageSlab(page);
1713         if (page->pfmemalloc)
1714                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1715         memcg_bind_pages(cachep, cachep->gfporder);
1716
1717         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1718                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1719
1720                 if (cachep->ctor)
1721                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1722                 else
1723                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1724         }
1725
1726         return page;
1727 }
1728
1729 /*
1730  * Interface to system's page release.
1731  */
1732 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1733 {
1734         const unsigned long nr_freed = (1 << cachep->gfporder);
1735
1736         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1737
1738         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1739                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1740                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1741         else
1742                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1743                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1744
1745         BUG_ON(!PageSlab(page));
1746         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1747         __ClearPageSlab(page);
1748         page_mapcount_reset(page);
1749         page->mapping = NULL;
1750
1751         memcg_release_pages(cachep, cachep->gfporder);
1752         if (current->reclaim_state)
1753                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1754         __free_pages(page, cachep->gfporder);
1755         memcg_uncharge_slab(cachep, cachep->gfporder);
1756 }
1757
1758 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1759 {
1760         struct kmem_cache *cachep;
1761         struct page *page;
1762
1763         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1764         cachep = page->slab_cache;
1765
1766         kmem_freepages(cachep, page);
1767 }
1768
1769 #if DEBUG
1770
1771 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1772 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1773                             unsigned long caller)
1774 {
1775         int size = cachep->object_size;
1776
1777         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1778
1779         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1780                 return;
1781
1782         *addr++ = 0x12345678;
1783         *addr++ = caller;
1784         *addr++ = smp_processor_id();
1785         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1786         {
1787                 unsigned long *sptr = &caller;
1788                 unsigned long svalue;
1789
1790                 while (!kstack_end(sptr)) {
1791                         svalue = *sptr++;
1792                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1793                                 *addr++ = svalue;
1794                                 size -= sizeof(unsigned long);
1795                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1796                                         break;
1797                         }
1798                 }
1799
1800         }
1801         *addr++ = 0x87654321;
1802 }
1803 #endif
1804
1805 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1806 {
1807         int size = cachep->object_size;
1808         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1809
1810         memset(addr, val, size);
1811         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1812 }
1813
1814 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1815 {
1816         int i;
1817         unsigned char error = 0;
1818         int bad_count = 0;
1819
1820         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1821         for (i = 0; i < limit; i++) {
1822                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1823                         error = data[offset + i];
1824                         bad_count++;
1825                 }
1826         }
1827         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1828                         &data[offset], limit, 1);
1829
1830         if (bad_count == 1) {
1831                 error ^= POISON_FREE;
1832                 if (!(error & (error - 1))) {
1833                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1834                                         "bad RAM.\n");
1835 #ifdef CONFIG_X86
1836                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1837                                         "test tool.\n");
1838 #else
1839                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1840 #endif
1841                 }
1842         }
1843 }
1844 #endif
1845
1846 #if DEBUG
1847
1848 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1849 {
1850         int i, size;
1851         char *realobj;
1852
1853         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1854                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1855                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1856                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1857         }
1858
1859         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1860                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1861                        *dbg_userword(cachep, objp),
1862                        *dbg_userword(cachep, objp));
1863         }
1864         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1865         size = cachep->object_size;
1866         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1867                 int limit;
1868                 limit = 16;
1869                 if (i + limit > size)
1870                         limit = size - i;
1871                 dump_line(realobj, i, limit);
1872         }
1873 }
1874
1875 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1876 {
1877         char *realobj;
1878         int size, i;
1879         int lines = 0;
1880
1881         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1882         size = cachep->object_size;
1883
1884         for (i = 0; i < size; i++) {
1885                 char exp = POISON_FREE;
1886                 if (i == size - 1)
1887                         exp = POISON_END;
1888                 if (realobj[i] != exp) {
1889                         int limit;
1890                         /* Mismatch ! */
1891                         /* Print header */
1892                         if (lines == 0) {
1893                                 printk(KERN_ERR
1894                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1895                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
1896                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1897                         }
1898                         /* Hexdump the affected line */
1899                         i = (i / 16) * 16;
1900                         limit = 16;
1901                         if (i + limit > size)
1902                                 limit = size - i;
1903                         dump_line(realobj, i, limit);
1904                         i += 16;
1905                         lines++;
1906                         /* Limit to 5 lines */
1907                         if (lines > 5)
1908                                 break;
1909                 }
1910         }
1911         if (lines != 0) {
1912                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1913                  * exist:
1914                  */
1915                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1916                 unsigned int objnr;
1917
1918                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1919                 if (objnr) {
1920                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1921                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1922                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1923                                realobj, size);
1924                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1925                 }
1926                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1927                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1928                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1929                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1930                                realobj, size);
1931                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1932                 }
1933         }
1934 }
1935 #endif
1936
1937 #if DEBUG
1938 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1939                                                 struct page *page)
1940 {
1941         int i;
1942         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1943                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1944
1945                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1946 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1947                         if (cachep->size % PAGE_SIZE == 0 &&
1948                                         OFF_SLAB(cachep))
1949                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
1950                                         cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
1951                         else
1952                                 check_poison_obj(cachep, objp);
1953 #else
1954                         check_poison_obj(cachep, objp);
1955 #endif
1956                 }
1957                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1958                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1959                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1960                                            "was overwritten");
1961                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1962                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1963                                            "was overwritten");
1964                 }
1965         }
1966 }
1967 #else
1968 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1969                                                 struct page *page)
1970 {
1971 }
1972 #endif
1973
1974 /**
1975  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1976  * @cachep: cache pointer being destroyed
1977  * @page: page pointer being destroyed
1978  *
1979  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
1980  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
1981  * cache-lock is not held/needed.
1982  */
1983 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1984 {
1985         void *freelist;
1986
1987         freelist = page->freelist;
1988         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1989         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
1990                 struct rcu_head *head;
1991
1992                 /*
1993                  * RCU free overloads the RCU head over the LRU.
1994                  * slab_page has been overloeaded over the LRU,
1995                  * however it is not used from now on so that
1996                  * we can use it safely.
1997                  */
1998                 head = (void *)&page->rcu_head;
1999                 call_rcu(head, kmem_rcu_free);
2000
2001         } else {
2002                 kmem_freepages(cachep, page);
2003         }
2004
2005         /*
2006          * From now on, we don't use freelist
2007          * although actual page can be freed in rcu context
2008          */
2009         if (OFF_SLAB(cachep))
2010                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
2011 }
2012
2013 /**
2014  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2015  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2016  * @size: size of objects to be created in this cache.
2017  * @align: required alignment for the objects.
2018  * @flags: slab allocation flags
2019  *
2020  * Also calculates the number of objects per slab.
2021  *
2022  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2023  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2024  * towards high-order requests, this should be changed.
2025  */
2026 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2027                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2028 {
2029         unsigned long offslab_limit;
2030         size_t left_over = 0;
2031         int gfporder;
2032
2033         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2034                 unsigned int num;
2035                 size_t remainder;
2036
2037                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2038                 if (!num)
2039                         continue;
2040
2041                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
2042                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
2043                         break;
2044
2045                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2046                         /*
2047                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2048                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2049                          * looping condition in cache_grow().
2050                          */
2051                         offslab_limit = size;
2052                         offslab_limit /= sizeof(freelist_idx_t);
2053
2054                         if (num > offslab_limit)
2055                                 break;
2056                 }
2057
2058                 /* Found something acceptable - save it away */
2059                 cachep->num = num;
2060                 cachep->gfporder = gfporder;
2061                 left_over = remainder;
2062
2063                 /*
2064                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2065                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2066                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2067                  */
2068                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2069                         break;
2070
2071                 /*
2072                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2073                  * currently bad for the gfp()s.
2074                  */
2075                 if (gfporder >= slab_max_order)
2076                         break;
2077
2078                 /*
2079                  * Acceptable internal fragmentation?
2080                  */
2081                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2082                         break;
2083         }
2084         return left_over;
2085 }
2086
2087 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2088 {
2089         if (slab_state >= FULL)
2090                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2091
2092         if (slab_state == DOWN) {
2093                 /*
2094                  * Note: Creation of first cache (kmem_cache).
2095                  * The setup_node is taken care
2096                  * of by the caller of __kmem_cache_create
2097                  */
2098                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2099                 slab_state = PARTIAL;
2100         } else if (slab_state == PARTIAL) {
2101                 /*
2102                  * Note: the second kmem_cache_create must create the cache
2103                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2104                  * further caches will BUG().
2105                  */
2106                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2107
2108                 /*
2109                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_cache_node)) is
2110                  * the second cache, then we need to set up all its node/,
2111                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2112                  */
2113                 set_up_node(cachep, SIZE_AC);
2114                 if (INDEX_AC == INDEX_NODE)
2115                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2116                 else
2117                         slab_state = PARTIAL_ARRAYCACHE;
2118         } else {
2119                 /* Remaining boot caches */
2120                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2121                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2122
2123                 if (slab_state == PARTIAL_ARRAYCACHE) {
2124                         set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
2125                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2126                 } else {
2127                         int node;
2128                         for_each_online_node(node) {
2129                                 cachep->node[node] =
2130                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node),
2131                                                 gfp, node);
2132                                 BUG_ON(!cachep->node[node]);
2133                                 kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
2134                         }
2135                 }
2136         }
2137         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
2138                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
2139                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
2140
2141         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2142         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2143         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2144         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2145         cachep->batchcount = 1;
2146         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2147         return 0;
2148 }
2149
2150 /**
2151  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2152  * @cachep: cache management descriptor
2153  * @flags: SLAB flags
2154  *
2155  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2156  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2157  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2158  *
2159  * The flags are
2160  *
2161  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2162  * to catch references to uninitialised memory.
2163  *
2164  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2165  * for buffer overruns.
2166  *
2167  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2168  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2169  * as davem.
2170  */
2171 int
2172 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2173 {
2174         size_t left_over, freelist_size, ralign;
2175         gfp_t gfp;
2176         int err;
2177         size_t size = cachep->size;
2178
2179 #if DEBUG
2180 #if FORCED_DEBUG
2181         /*
2182          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2183          * large objects, if the increased size would increase the object size
2184          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2185          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2186          */
2187         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2188                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2189                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2190         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2191                 flags |= SLAB_POISON;
2192 #endif
2193         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2194                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2195 #endif
2196
2197         /*
2198          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2199          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2200          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2201          */
2202         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2203                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2204                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2205         }
2206
2207         /*
2208          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2209          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2210          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2211          */
2212         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2213                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2214
2215         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2216                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2217                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2218                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2219                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2220                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2221         }
2222
2223         /* 3) caller mandated alignment */
2224         if (ralign < cachep->align) {
2225                 ralign = cachep->align;
2226         }
2227         /* disable debug if necessary */
2228         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2229                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2230         /*
2231          * 4) Store it.
2232          */
2233         cachep->align = ralign;
2234
2235         if (slab_is_available())
2236                 gfp = GFP_KERNEL;
2237         else
2238                 gfp = GFP_NOWAIT;
2239
2240         setup_node_pointer(cachep);
2241 #if DEBUG
2242
2243         /*
2244          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2245          * into align above.
2246          */
2247         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2248                 /* add space for red zone words */
2249                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2250                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2251         }
2252         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2253                 /* user store requires one word storage behind the end of
2254                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2255                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2256                  */
2257                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2258                         size += REDZONE_ALIGN;
2259                 else
2260                         size += BYTES_PER_WORD;
2261         }
2262 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2263         if (size >= kmalloc_size(INDEX_NODE + 1)
2264             && cachep->object_size > cache_line_size()
2265             && ALIGN(size, cachep->align) < PAGE_SIZE) {
2266                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, cachep->align);
2267                 size = PAGE_SIZE;
2268         }
2269 #endif
2270 #endif
2271
2272         /*
2273          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2274          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2275          * it too early on. Always use on-slab management when
2276          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2277          */
2278         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 5)) && !slab_early_init &&
2279             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2280                 /*
2281                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2282                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2283                  */
2284                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2285
2286         size = ALIGN(size, cachep->align);
2287         /*
2288          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2289          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2290          */
2291         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2292                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2293
2294         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, cachep->align, flags);
2295
2296         if (!cachep->num)
2297                 return -E2BIG;
2298
2299         freelist_size =
2300                 ALIGN(cachep->num * sizeof(freelist_idx_t), cachep->align);
2301
2302         /*
2303          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2304          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2305          */
2306         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= freelist_size) {
2307                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2308                 left_over -= freelist_size;
2309         }
2310
2311         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2312                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2313                 freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
2314
2315 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2316                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2317                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2318                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2319                  */
2320                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2321                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2322 #endif
2323         }
2324
2325         cachep->colour_off = cache_line_size();
2326         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2327         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2328                 cachep->colour_off = cachep->align;
2329         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2330         cachep->freelist_size = freelist_size;
2331         cachep->flags = flags;
2332         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2333         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2334                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2335         cachep->size = size;
2336         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2337
2338         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2339                 cachep->freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
2340                 /*
2341                  * This is a possibility for one of the kmalloc_{dma,}_caches.
2342                  * But since we go off slab only for object size greater than
2343                  * PAGE_SIZE/8, and kmalloc_{dma,}_caches get created
2344                  * in ascending order,this should not happen at all.
2345                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2346                  */
2347                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->freelist_cache));
2348         }
2349
2350         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2351         if (err) {
2352                 __kmem_cache_shutdown(cachep);
2353                 return err;
2354         }
2355
2356         if (flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS) {
2357                 /*
2358                  * Would deadlock through slab_destroy()->call_rcu()->
2359                  * debug_object_activate()->kmem_cache_alloc().
2360                  */
2361                 WARN_ON_ONCE(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU);
2362
2363                 slab_set_debugobj_lock_classes(cachep);
2364         } else if (!OFF_SLAB(cachep) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2365                 on_slab_lock_classes(cachep);
2366
2367         return 0;
2368 }
2369
2370 #if DEBUG
2371 static void check_irq_off(void)
2372 {
2373         BUG_ON(!irqs_disabled());
2374 }
2375
2376 static void check_irq_on(void)
2377 {
2378         BUG_ON(irqs_disabled());
2379 }
2380
2381 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2382 {
2383 #ifdef CONFIG_SMP
2384         check_irq_off();
2385         assert_spin_locked(&cachep->node[numa_mem_id()]->list_lock);
2386 #endif
2387 }
2388
2389 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2390 {
2391 #ifdef CONFIG_SMP
2392         check_irq_off();
2393         assert_spin_locked(&cachep->node[node]->list_lock);
2394 #endif
2395 }
2396
2397 #else
2398 #define check_irq_off() do { } while(0)
2399 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2400 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2401 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2402 #endif
2403
2404 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
2405                         struct array_cache *ac,
2406                         int force, int node);
2407
2408 static void do_drain(void *arg)
2409 {
2410         struct kmem_cache *cachep = arg;
2411         struct array_cache *ac;
2412         int node = numa_mem_id();
2413
2414         check_irq_off();
2415         ac = cpu_cache_get(cachep);
2416         spin_lock(&cachep->node[node]->list_lock);
2417         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2418         spin_unlock(&cachep->node[node]->list_lock);
2419         ac->avail = 0;
2420 }
2421
2422 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2423 {
2424         struct kmem_cache_node *n;
2425         int node;
2426
2427         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2428         check_irq_on();
2429         for_each_online_node(node) {
2430                 n = cachep->node[node];
2431                 if (n && n->alien)
2432                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2433         }
2434
2435         for_each_online_node(node) {
2436                 n = cachep->node[node];
2437                 if (n)
2438                         drain_array(cachep, n, n->shared, 1, node);
2439         }
2440 }
2441
2442 /*
2443  * Remove slabs from the list of free slabs.
2444  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2445  *
2446  * Returns the actual number of slabs released.
2447  */
2448 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2449                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2450 {
2451         struct list_head *p;
2452         int nr_freed;
2453         struct page *page;
2454
2455         nr_freed = 0;
2456         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2457
2458                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2459                 p = n->slabs_free.prev;
2460                 if (p == &n->slabs_free) {
2461                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2462                         goto out;
2463                 }
2464
2465                 page = list_entry(p, struct page, lru);
2466 #if DEBUG
2467                 BUG_ON(page->active);
2468 #endif
2469                 list_del(&page->lru);
2470                 /*
2471                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2472                  * to the cache.
2473                  */
2474                 n->free_objects -= cache->num;
2475                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2476                 slab_destroy(cache, page);
2477                 nr_freed++;
2478         }
2479 out:
2480         return nr_freed;
2481 }
2482
2483 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2484 {
2485         int ret = 0, i = 0;
2486         struct kmem_cache_node *n;
2487
2488         drain_cpu_caches(cachep);
2489
2490         check_irq_on();
2491         for_each_online_node(i) {
2492                 n = cachep->node[i];
2493                 if (!n)
2494                         continue;
2495
2496                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
2497
2498                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2499                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2500         }
2501         return (ret ? 1 : 0);
2502 }
2503
2504 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2505 {
2506         int i;
2507         struct kmem_cache_node *n;
2508         int rc = __kmem_cache_shrink(cachep);
2509
2510         if (rc)
2511                 return rc;
2512
2513         for_each_online_cpu(i)
2514             kfree(cachep->array[i]);
2515
2516         /* NUMA: free the node structures */
2517         for_each_online_node(i) {
2518                 n = cachep->node[i];
2519                 if (n) {
2520                         kfree(n->shared);
2521                         free_alien_cache(n->alien);
2522                         kfree(n);
2523                 }
2524         }
2525         return 0;
2526 }
2527
2528 /*
2529  * Get the memory for a slab management obj.
2530  *
2531  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2532  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2533  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2534  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2535  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2536  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2537  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2538  *
2539  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2540  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2541  */
2542 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2543                                    struct page *page, int colour_off,
2544                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2545 {
2546         void *freelist;
2547         void *addr = page_address(page);
2548
2549         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2550                 /* Slab management obj is off-slab. */
2551                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2552                                               local_flags, nodeid);
2553                 if (!freelist)
2554                         return NULL;
2555         } else {
2556                 freelist = addr + colour_off;
2557                 colour_off += cachep->freelist_size;
2558         }
2559         page->active = 0;
2560         page->s_mem = addr + colour_off;
2561         return freelist;
2562 }
2563
2564 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2565 {
2566         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2567 }
2568
2569 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2570                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2571 {
2572         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2573 }
2574
2575 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2576                             struct page *page)
2577 {
2578         int i;
2579
2580         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2581                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2582 #if DEBUG
2583                 /* need to poison the objs? */
2584                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2585                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2586                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2587                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2588
2589                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2590                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2591                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2592                 }
2593                 /*
2594                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2595                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2596                  * They must also be threaded.
2597                  */
2598                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2599                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2600
2601                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2602                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2603                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2604                                            " end of an object");
2605                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2606                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2607                                            " start of an object");
2608                 }
2609                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2610                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2611                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2612                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2613 #else
2614                 if (cachep->ctor)
2615                         cachep->ctor(objp);
2616 #endif
2617                 set_free_obj(page, i, i);
2618         }
2619 }
2620
2621 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2622 {
2623         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2624                 if (flags & GFP_DMA)
2625                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2626                 else
2627                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2628         }
2629 }
2630
2631 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page,
2632                                 int nodeid)
2633 {
2634         void *objp;
2635
2636         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2637         page->active++;
2638 #if DEBUG
2639         WARN_ON(page_to_nid(virt_to_page(objp)) != nodeid);
2640 #endif
2641
2642         return objp;
2643 }
2644
2645 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page,
2646                                 void *objp, int nodeid)
2647 {
2648         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2649 #if DEBUG
2650         unsigned int i;
2651
2652         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2653         WARN_ON(page_to_nid(virt_to_page(objp)) != nodeid);
2654
2655         /* Verify double free bug */
2656         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2657                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2658                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2659                                         "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2660                         BUG();
2661                 }
2662         }
2663 #endif
2664         page->active--;
2665         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2666 }
2667
2668 /*
2669  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2670  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2671  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2672  */
2673 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2674                            void *freelist)
2675 {
2676         page->slab_cache = cache;
2677         page->freelist = freelist;
2678 }
2679
2680 /*
2681  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2682  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2683  */
2684 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2685                 gfp_t flags, int nodeid, struct page *page)
2686 {
2687         void *freelist;
2688         size_t offset;
2689         gfp_t local_flags;
2690         struct kmem_cache_node *n;
2691
2692         /*
2693          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2694          * critical path in kmem_cache_alloc().
2695          */
2696         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2697         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2698
2699         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2700         check_irq_off();
2701         n = cachep->node[nodeid];
2702         spin_lock(&n->list_lock);
2703
2704         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2705         offset = n->colour_next;
2706         n->colour_next++;
2707         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2708                 n->colour_next = 0;
2709         spin_unlock(&n->list_lock);
2710
2711         offset *= cachep->colour_off;
2712
2713         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2714                 local_irq_enable();
2715
2716         /*
2717          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2718          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2719          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2720          * will eventually be caught here (where it matters).
2721          */
2722         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2723
2724         /*
2725          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2726          * 'nodeid'.
2727          */
2728         if (!page)
2729                 page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2730         if (!page)
2731                 goto failed;
2732
2733         /* Get slab management. */
2734         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2735                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2736         if (!freelist)
2737                 goto opps1;
2738
2739         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2740
2741         cache_init_objs(cachep, page);
2742
2743         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2744                 local_irq_disable();
2745         check_irq_off();
2746         spin_lock(&n->list_lock);
2747
2748         /* Make slab active. */
2749         list_add_tail(&page->lru, &(n->slabs_free));
2750         STATS_INC_GROWN(cachep);
2751         n->free_objects += cachep->num;
2752         spin_unlock(&n->list_lock);
2753         return 1;
2754 opps1:
2755         kmem_freepages(cachep, page);
2756 failed:
2757         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2758                 local_irq_disable();
2759         return 0;
2760 }
2761
2762 #if DEBUG
2763
2764 /*
2765  * Perform extra freeing checks:
2766  * - detect bad pointers.
2767  * - POISON/RED_ZONE checking
2768  */
2769 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2770 {
2771         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2772                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2773                        (unsigned long)objp);
2774                 BUG();
2775         }
2776 }
2777
2778 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2779 {
2780         unsigned long long redzone1, redzone2;
2781
2782         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2783         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2784
2785         /*
2786          * Redzone is ok.
2787          */
2788         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2789                 return;
2790
2791         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2792                 slab_error(cache, "double free detected");
2793         else
2794                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2795
2796         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2797                         obj, redzone1, redzone2);
2798 }
2799
2800 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2801                                    unsigned long caller)
2802 {
2803         unsigned int objnr;
2804         struct page *page;
2805
2806         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2807
2808         objp -= obj_offset(cachep);
2809         kfree_debugcheck(objp);
2810         page = virt_to_head_page(objp);
2811
2812         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2813                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2814                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2815                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2816         }
2817         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2818                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2819
2820         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2821
2822         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2823         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2824
2825         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2826 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2827                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2828                         store_stackinfo(cachep, objp, caller);
2829                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2830                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2831                 } else {
2832                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2833                 }
2834 #else
2835                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2836 #endif
2837         }
2838         return objp;
2839 }
2840
2841 #else
2842 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2843 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2844 #endif
2845
2846 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2847                                                         bool force_refill)
2848 {
2849         int batchcount;
2850         struct kmem_cache_node *n;
2851         struct array_cache *ac;
2852         int node;
2853
2854         check_irq_off();
2855         node = numa_mem_id();
2856         if (unlikely(force_refill))
2857                 goto force_grow;
2858 retry:
2859         ac = cpu_cache_get(cachep);
2860         batchcount = ac->batchcount;
2861         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2862                 /*
2863                  * If there was little recent activity on this cache, then
2864                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2865                  * refill bouncing.
2866                  */
2867                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2868         }
2869         n = cachep->node[node];
2870
2871         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2872         spin_lock(&n->list_lock);
2873
2874         /* See if we can refill from the shared array */
2875         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2876                 n->shared->touched = 1;
2877                 goto alloc_done;
2878         }
2879
2880         while (batchcount > 0) {
2881                 struct list_head *entry;
2882                 struct page *page;
2883                 /* Get slab alloc is to come from. */
2884                 entry = n->slabs_partial.next;
2885                 if (entry == &n->slabs_partial) {
2886                         n->free_touched = 1;
2887                         entry = n->slabs_free.next;
2888                         if (entry == &n->slabs_free)
2889                                 goto must_grow;
2890                 }
2891
2892                 page = list_entry(entry, struct page, lru);
2893                 check_spinlock_acquired(cachep);
2894
2895                 /*
2896                  * The slab was either on partial or free list so
2897                  * there must be at least one object available for
2898                  * allocation.
2899                  */
2900                 BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2901
2902                 while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2903                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2904                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2905                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2906
2907                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, page,
2908                                                                         node));
2909                 }
2910
2911                 /* move slabp to correct slabp list: */
2912                 list_del(&page->lru);
2913                 if (page->active == cachep->num)
2914                         list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
2915                 else
2916                         list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
2917         }
2918
2919 must_grow:
2920         n->free_objects -= ac->avail;
2921 alloc_done:
2922         spin_unlock(&n->list_lock);
2923
2924         if (unlikely(!ac->avail)) {
2925                 int x;
2926 force_grow:
2927                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
2928
2929                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2930                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2931                 node = numa_mem_id();
2932
2933                 /* no objects in sight? abort */
2934                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
2935                         return NULL;
2936
2937                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2938                         goto retry;
2939         }
2940         ac->touched = 1;
2941
2942         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
2943 }
2944
2945 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2946                                                 gfp_t flags)
2947 {
2948         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
2949 #if DEBUG
2950         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2951 #endif
2952 }
2953
2954 #if DEBUG
2955 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2956                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
2957 {
2958         if (!objp)
2959                 return objp;
2960         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2961 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2962                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
2963                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2964                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
2965                 else
2966                         check_poison_obj(cachep, objp);
2967 #else
2968                 check_poison_obj(cachep, objp);
2969 #endif
2970                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2971         }
2972         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2973                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2974
2975         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2976                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2977                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2978                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2979                                                 " object was overwritten");
2980                         printk(KERN_ERR
2981                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2982                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2983                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2984                 }
2985                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2986                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2987         }
2988         objp += obj_offset(cachep);
2989         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
2990                 cachep->ctor(objp);
2991         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
2992             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
2993                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
2994                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
2995         }
2996         return objp;
2997 }
2998 #else
2999 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3000 #endif
3001
3002 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3003 {
3004         if (cachep == kmem_cache)
3005                 return false;
3006
3007         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
3008 }
3009
3010 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3011 {
3012         void *objp;
3013         struct array_cache *ac;
3014         bool force_refill = false;
3015
3016         check_irq_off();
3017
3018         ac = cpu_cache_get(cachep);
3019         if (likely(ac->avail)) {
3020                 ac->touched = 1;
3021                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
3022
3023                 /*
3024                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
3025                  * by the current flags
3026                  */
3027                 if (objp) {
3028                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3029                         goto out;
3030                 }
3031                 force_refill = true;
3032         }
3033
3034         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3035         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
3036         /*
3037          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3038          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3039          */
3040         ac = cpu_cache_get(cachep);
3041
3042 out:
3043         /*
3044          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3045          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3046          * treat the array pointers as a reference to the object.
3047          */
3048         if (objp)
3049                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3050         return objp;
3051 }
3052
3053 #ifdef CONFIG_NUMA
3054 /*
3055  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
3056  *
3057  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3058  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3059  */
3060 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3061 {
3062         int nid_alloc, nid_here;
3063
3064         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3065                 return NULL;
3066         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3067         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3068                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3069         else if (current->mempolicy)
3070                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
3071         if (nid_alloc != nid_here)
3072                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3073         return NULL;
3074 }
3075
3076 /*
3077  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3078  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3079  * available node for available objects. If that fails then we
3080  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3081  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3082  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3083  */
3084 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3085 {
3086         struct zonelist *zonelist;
3087         gfp_t local_flags;
3088         struct zoneref *z;
3089         struct zone *zone;
3090         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3091         void *obj = NULL;
3092         int nid;
3093         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3094
3095         if (flags & __GFP_THISNODE)
3096                 return NULL;
3097
3098         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3099
3100 retry_cpuset:
3101         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3102         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3103
3104 retry:
3105         /*
3106          * Look through allowed nodes for objects available
3107          * from existing per node queues.
3108          */
3109         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3110                 nid = zone_to_nid(zone);
3111
3112                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3113                         cache->node[nid] &&
3114                         cache->node[nid]->free_objects) {
3115                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3116                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3117                                 if (obj)
3118                                         break;
3119                 }
3120         }
3121
3122         if (!obj) {
3123                 /*
3124                  * This allocation will be performed within the constraints
3125                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3126                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3127                  * set and go into memory reserves if necessary.
3128                  */
3129                 struct page *page;
3130
3131                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3132                         local_irq_enable();
3133                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3134                 page = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3135                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3136                         local_irq_disable();
3137                 if (page) {
3138                         /*
3139                          * Insert into the appropriate per node queues
3140                          */
3141                         nid = page_to_nid(page);
3142                         if (cache_grow(cache, flags, nid, page)) {
3143                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3144                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3145                                 if (!obj)
3146                                         /*
3147                                          * Another processor may allocate the
3148                                          * objects in the slab since we are
3149                                          * not holding any locks.
3150                                          */
3151                                         goto retry;
3152                         } else {
3153                                 /* cache_grow already freed obj */
3154                                 obj = NULL;
3155                         }
3156                 }
3157         }
3158
3159         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3160                 goto retry_cpuset;
3161         return obj;
3162 }
3163
3164 /*
3165  * A interface to enable slab creation on nodeid
3166  */
3167 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3168                                 int nodeid)
3169 {
3170         struct list_head *entry;
3171         struct page *page;
3172         struct kmem_cache_node *n;
3173         void *obj;
3174         int x;
3175
3176         VM_BUG_ON(nodeid > num_online_nodes());
3177         n = cachep->node[nodeid];
3178         BUG_ON(!n);
3179
3180 retry:
3181         check_irq_off();
3182         spin_lock(&n->list_lock);
3183         entry = n->slabs_partial.next;
3184         if (entry == &n->slabs_partial) {
3185                 n->free_touched = 1;
3186                 entry = n->slabs_free.next;
3187                 if (entry == &n->slabs_free)
3188                         goto must_grow;
3189         }
3190
3191         page = list_entry(entry, struct page, lru);
3192         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3193
3194         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3195         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3196         STATS_SET_HIGH(cachep);
3197
3198         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3199
3200         obj = slab_get_obj(cachep, page, nodeid);
3201         n->free_objects--;
3202         /* move slabp to correct slabp list: */
3203         list_del(&page->lru);
3204
3205         if (page->active == cachep->num)
3206                 list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
3207         else
3208                 list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
3209
3210         spin_unlock(&n->list_lock);
3211         goto done;
3212
3213 must_grow:
3214         spin_unlock(&n->list_lock);
3215         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3216         if (x)
3217                 goto retry;
3218
3219         return fallback_alloc(cachep, flags);
3220
3221 done:
3222         return obj;
3223 }
3224
3225 static __always_inline void *
3226 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3227                    unsigned long caller)
3228 {
3229         unsigned long save_flags;
3230         void *ptr;
3231         int slab_node = numa_mem_id();
3232
3233         flags &= gfp_allowed_mask;
3234
3235         lockdep_trace_alloc(flags);
3236
3237         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3238                 return NULL;
3239
3240         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3241
3242         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3243         local_irq_save(save_flags);
3244
3245         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3246                 nodeid = slab_node;
3247
3248         if (unlikely(!cachep->node[nodeid])) {
3249                 /* Node not bootstrapped yet */
3250                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3251                 goto out;
3252         }
3253
3254         if (nodeid == slab_node) {
3255                 /*
3256                  * Use the locally cached objects if possible.
3257                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3258                  * to other nodes. It may fail while we still have
3259                  * objects on other nodes available.
3260                  */
3261                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3262                 if (ptr)
3263                         goto out;
3264         }
3265         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3266         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3267   out:
3268         local_irq_restore(save_flags);
3269         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3270         kmemleak_alloc_recursive(ptr, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3271                                  flags);
3272
3273         if (likely(ptr)) {
3274                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, cachep->object_size);
3275                 if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3276                         memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3277         }
3278
3279         return ptr;
3280 }
3281
3282 static __always_inline void *
3283 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3284 {
3285         void *objp;
3286
3287         if (current->mempolicy || unlikely(current->flags & PF_SPREAD_SLAB)) {
3288                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3289                 if (objp)
3290                         goto out;
3291         }
3292         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3293
3294         /*
3295          * We may just have run out of memory on the local node.
3296          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3297          */
3298         if (!objp)
3299                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3300
3301   out:
3302         return objp;
3303 }
3304 #else
3305
3306 static __always_inline void *
3307 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3308 {
3309         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3310 }
3311
3312 #endif /* CONFIG_NUMA */
3313
3314 static __always_inline void *
3315 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3316 {
3317         unsigned long save_flags;
3318         void *objp;
3319
3320         flags &= gfp_allowed_mask;
3321
3322         lockdep_trace_alloc(flags);
3323
3324         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3325                 return NULL;
3326
3327         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3328
3329         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3330         local_irq_save(save_flags);
3331         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3332         local_irq_restore(save_flags);
3333         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3334         kmemleak_alloc_recursive(objp, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3335                                  flags);
3336         prefetchw(objp);
3337
3338         if (likely(objp)) {
3339                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, cachep->object_size);
3340                 if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3341                         memset(objp, 0, cachep->object_size);
3342         }
3343
3344         return objp;
3345 }
3346
3347 /*
3348  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3349  */
3350 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3351                        int node)
3352 {
3353         int i;
3354         struct kmem_cache_node *n;
3355
3356         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3357                 void *objp;
3358                 struct page *page;
3359
3360                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3361                 objp = objpp[i];
3362
3363                 page = virt_to_head_page(objp);
3364                 n = cachep->node[node];
3365                 list_del(&page->lru);
3366                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3367                 slab_put_obj(cachep, page, objp, node);
3368                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3369                 n->free_objects++;
3370
3371                 /* fixup slab chains */
3372                 if (page->active == 0) {
3373                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3374                                 n->free_objects -= cachep->num;
3375                                 /* No need to drop any previously held
3376                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3377                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3378                                  * a different cache, refer to comments before
3379                                  * alloc_slabmgmt.
3380                                  */
3381                                 slab_destroy(cachep, page);
3382                         } else {
3383                                 list_add(&page->lru, &n->slabs_free);
3384                         }
3385                 } else {
3386                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3387                          * partial list on free - maximum time for the
3388                          * other objects to be freed, too.
3389                          */
3390                         list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
3391                 }
3392         }
3393 }
3394
3395 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3396 {
3397         int batchcount;
3398         struct kmem_cache_node *n;
3399         int node = numa_mem_id();
3400
3401         batchcount = ac->batchcount;
3402 #if DEBUG
3403         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3404 #endif
3405         check_irq_off();
3406         n = cachep->node[node];
3407         spin_lock(&n->list_lock);
3408         if (n->shared) {
3409                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3410                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3411                 if (max) {
3412                         if (batchcount > max)
3413                                 batchcount = max;
3414                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3415                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3416                         shared_array->avail += batchcount;
3417                         goto free_done;
3418                 }
3419         }
3420
3421         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3422 free_done:
3423 #if STATS
3424         {
3425                 int i = 0;
3426                 struct list_head *p;
3427
3428                 p = n->slabs_free.next;
3429                 while (p != &(n->slabs_free)) {
3430                         struct page *page;
3431
3432                         page = list_entry(p, struct page, lru);
3433                         BUG_ON(page->active);
3434
3435                         i++;
3436                         p = p->next;
3437                 }
3438                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3439         }
3440 #endif
3441         spin_unlock(&n->list_lock);
3442         ac->avail -= batchcount;
3443         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3444 }
3445
3446 /*
3447  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3448  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3449  */
3450 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3451                                 unsigned long caller)
3452 {
3453         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3454
3455         check_irq_off();
3456         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3457         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3458
3459         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3460
3461         /*
3462          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3463          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3464          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3465          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3466          * the cache.
3467          */
3468         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3469                 return;
3470
3471         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3472                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3473         } else {
3474                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3475                 cache_flusharray(cachep, ac);
3476         }
3477
3478         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3479 }
3480
3481 /**
3482  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3483  * @cachep: The cache to allocate from.
3484  * @flags: See kmalloc().
3485  *
3486  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3487  * if the cache has no available objects.
3488  */
3489 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3490 {
3491         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3492
3493         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3494                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3495
3496         return ret;
3497 }
3498 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3499
3500 #ifdef CONFIG_TRACING
3501 void *
3502 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3503 {
3504         void *ret;
3505
3506         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3507
3508         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3509                       size, cachep->size, flags);
3510         return ret;
3511 }
3512 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3513 #endif
3514
3515 #ifdef CONFIG_NUMA
3516 /**
3517  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3518  * @cachep: The cache to allocate from.
3519  * @flags: See kmalloc().
3520  * @nodeid: node number of the target node.
3521  *
3522  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3523  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3524  *
3525  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3526  */
3527 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3528 {
3529         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3530
3531         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3532                                     cachep->object_size, cachep->size,
3533                                     flags, nodeid);
3534
3535         return ret;
3536 }
3537 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3538
3539 #ifdef CONFIG_TRACING
3540 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3541                                   gfp_t flags,
3542                                   int nodeid,
3543                                   size_t size)
3544 {
3545         void *ret;
3546
3547         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3548
3549         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3550                            size, cachep->size,
3551                            flags, nodeid);
3552         return ret;
3553 }
3554 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3555 #endif
3556
3557 static __always_inline void *
3558 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3559 {
3560         struct kmem_cache *cachep;
3561
3562         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3563         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3564                 return cachep;
3565         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3566 }
3567
3568 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3569 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3570 {
3571         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3572 }
3573 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3574
3575 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3576                 int node, unsigned long caller)
3577 {
3578         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3579 }
3580 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3581 #else
3582 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3583 {
3584         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, 0);
3585 }
3586 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3587 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3588 #endif /* CONFIG_NUMA */
3589
3590 /**
3591  * __do_kmalloc - allocate memory
3592  * @size: how many bytes of memory are required.
3593  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3594  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3595  */
3596 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3597                                           unsigned long caller)
3598 {
3599         struct kmem_cache *cachep;
3600         void *ret;
3601
3602         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3603         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3604                 return cachep;
3605         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3606
3607         trace_kmalloc(caller, ret,
3608                       size, cachep->size, flags);
3609
3610         return ret;
3611 }
3612
3613
3614 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3615 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3616 {
3617         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3618 }
3619 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3620
3621 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3622 {
3623         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3624 }
3625 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3626
3627 #else
3628 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3629 {
3630         return __do_kmalloc(size, flags, 0);
3631 }
3632 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3633 #endif
3634
3635 /**
3636  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3637  * @cachep: The cache the allocation was from.
3638  * @objp: The previously allocated object.
3639  *
3640  * Free an object which was previously allocated from this
3641  * cache.
3642  */
3643 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3644 {
3645         unsigned long flags;
3646         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3647         if (!cachep)
3648                 return;
3649
3650         local_irq_save(flags);
3651         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3652         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3653                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3654         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3655         local_irq_restore(flags);
3656
3657         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3658 }
3659 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3660
3661 /**
3662  * kfree - free previously allocated memory
3663  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3664  *
3665  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3666  *
3667  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3668  * or you will run into trouble.
3669  */
3670 void kfree(const void *objp)
3671 {
3672         struct kmem_cache *c;
3673         unsigned long flags;
3674
3675         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3676
3677         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3678                 return;
3679         local_irq_save(flags);
3680         kfree_debugcheck(objp);
3681         c = virt_to_cache(objp);
3682         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3683
3684         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3685         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3686         local_irq_restore(flags);
3687 }
3688 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3689
3690 /*
3691  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3692  */
3693 static int alloc_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3694 {
3695         int node;
3696         struct kmem_cache_node *n;
3697         struct array_cache *new_shared;
3698         struct array_cache **new_alien = NULL;
3699
3700         for_each_online_node(node) {
3701
3702                 if (use_alien_caches) {
3703                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3704                         if (!new_alien)
3705                                 goto fail;
3706                 }
3707
3708                 new_shared = NULL;
3709                 if (cachep->shared) {
3710                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3711                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3712                                         0xbaadf00d, gfp);
3713                         if (!new_shared) {
3714                                 free_alien_cache(new_alien);
3715                                 goto fail;
3716                         }
3717                 }
3718
3719                 n = cachep->node[node];
3720                 if (n) {
3721                         struct array_cache *shared = n->shared;
3722
3723                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3724
3725                         if (shared)
3726                                 free_block(cachep, shared->entry,
3727                                                 shared->avail, node);
3728
3729                         n->shared = new_shared;
3730                         if (!n->alien) {
3731                                 n->alien = new_alien;
3732                                 new_alien = NULL;
3733                         }
3734                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3735                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3736                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3737                         kfree(shared);
3738                         free_alien_cache(new_alien);
3739                         continue;
3740                 }
3741                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3742                 if (!n) {
3743                         free_alien_cache(new_alien);
3744                         kfree(new_shared);
3745                         goto fail;
3746                 }
3747
3748                 kmem_cache_node_init(n);
3749                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
3750                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
3751                 n->shared = new_shared;
3752                 n->alien = new_alien;
3753                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3754                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3755                 cachep->node[node] = n;
3756         }
3757         return 0;
3758
3759 fail:
3760         if (!cachep->list.next) {
3761                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3762                 node--;
3763                 while (node >= 0) {
3764                         if (cachep->node[node]) {
3765                                 n = cachep->node[node];
3766
3767                                 kfree(n->shared);
3768                                 free_alien_cache(n->alien);
3769                                 kfree(n);
3770                                 cachep->node[node] = NULL;
3771                         }
3772                         node--;
3773                 }
3774         }
3775         return -ENOMEM;
3776 }
3777
3778 struct ccupdate_struct {
3779         struct kmem_cache *cachep;
3780         struct array_cache *new[0];
3781 };
3782
3783 static void do_ccupdate_local(void *info)
3784 {
3785         struct ccupdate_struct *new = info;
3786         struct array_cache *old;
3787
3788         check_irq_off();
3789         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3790
3791         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3792         new->new[smp_processor_id()] = old;
3793 }
3794
3795 /* Always called with the slab_mutex held */
3796 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3797                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3798 {
3799         struct ccupdate_struct *new;
3800         int i;
3801
3802         new = kzalloc(sizeof(*new) + nr_cpu_ids * sizeof(struct array_cache *),
3803                       gfp);
3804         if (!new)
3805                 return -ENOMEM;
3806
3807         for_each_online_cpu(i) {
3808                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
3809                                                 batchcount, gfp);
3810                 if (!new->new[i]) {
3811                         for (i--; i >= 0; i--)
3812                                 kfree(new->new[i]);
3813                         kfree(new);
3814                         return -ENOMEM;
3815                 }
3816         }
3817         new->cachep = cachep;
3818
3819         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3820
3821         check_irq_on();
3822         cachep->batchcount = batchcount;
3823         cachep->limit = limit;
3824         cachep->shared = shared;
3825
3826         for_each_online_cpu(i) {
3827                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3828                 if (!ccold)
3829                         continue;
3830                 spin_lock_irq(&cachep->node[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3831                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_mem(i));
3832                 spin_unlock_irq(&cachep->node[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3833                 kfree(ccold);
3834         }
3835         kfree(new);
3836         return alloc_kmem_cache_node(cachep, gfp);
3837 }
3838
3839 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3840                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3841 {
3842         int ret;
3843         struct kmem_cache *c = NULL;
3844         int i = 0;
3845
3846         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3847
3848         if (slab_state < FULL)
3849                 return ret;
3850
3851         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3852                 return ret;
3853
3854         VM_BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
3855         for_each_memcg_cache_index(i) {
3856                 c = cache_from_memcg_idx(cachep, i);
3857                 if (c)
3858                         /* return value determined by the parent cache only */
3859                         __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3860         }
3861
3862         return ret;
3863 }
3864
3865 /* Called with slab_mutex held always */
3866 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3867 {
3868         int err;
3869         int limit = 0;
3870         int shared = 0;
3871         int batchcount = 0;
3872
3873         if (!is_root_cache(cachep)) {
3874                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3875                 limit = root->limit;
3876                 shared = root->shared;
3877                 batchcount = root->batchcount;
3878         }
3879
3880         if (limit && shared && batchcount)
3881                 goto skip_setup;
3882         /*
3883          * The head array serves three purposes:
3884          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3885          * - reduce the number of spinlock operations.
3886          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3887          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3888          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3889          * Bonwick.
3890          */
3891         if (cachep->size > 131072)
3892                 limit = 1;
3893         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3894                 limit = 8;
3895         else if (cachep->size > 1024)
3896                 limit = 24;
3897         else if (cachep->size > 256)
3898                 limit = 54;
3899         else
3900                 limit = 120;
3901
3902         /*
3903          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3904          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3905          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3906          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3907          * replaces Bonwick's magazine layer.
3908          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3909          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3910          */
3911         shared = 0;
3912         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3913                 shared = 8;
3914
3915 #if DEBUG
3916         /*
3917          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3918          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3919          */
3920         if (limit > 32)
3921                 limit = 32;
3922 #endif
3923         batchcount = (limit + 1) / 2;
3924 skip_setup:
3925         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3926         if (err)
3927                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3928                        cachep->name, -err);
3929         return err;
3930 }
3931
3932 /*
3933  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3934  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3935  * if drain_array() is used on the shared array.
3936  */
3937 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3938                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3939 {
3940         int tofree;
3941
3942         if (!ac || !ac->avail)
3943                 return;
3944         if (ac->touched && !force) {
3945                 ac->touched = 0;
3946         } else {
3947                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3948                 if (ac->avail) {
3949                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3950                         if (tofree > ac->avail)
3951                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3952                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
3953                         ac->avail -= tofree;
3954                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3955                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3956                 }
3957                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3958         }
3959 }
3960
3961 /**
3962  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3963  * @w: work descriptor
3964  *
3965  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3966  * Purpose:
3967  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3968  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3969  *
3970  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3971  * again on the next iteration.
3972  */
3973 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3974 {
3975         struct kmem_cache *searchp;
3976         struct kmem_cache_node *n;
3977         int node = numa_mem_id();
3978         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3979
3980         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3981                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3982                 goto out;
3983
3984         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3985                 check_irq_on();
3986
3987                 /*
3988                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
3989                  * have established with reasonable certainty that
3990                  * we can do some work if the lock was obtained.
3991                  */
3992                 n = searchp->node[node];
3993
3994                 reap_alien(searchp, n);
3995
3996                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3997
3998                 /*
3999                  * These are racy checks but it does not matter
4000                  * if we skip one check or scan twice.
4001                  */
4002                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
4003                         goto next;
4004
4005                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
4006
4007                 drain_array(searchp, n, n->shared, 0, node);
4008
4009                 if (n->free_touched)
4010                         n->free_touched = 0;
4011                 else {
4012                         int freed;
4013
4014                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
4015                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4016                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4017                 }
4018 next:
4019                 cond_resched();
4020         }
4021         check_irq_on();
4022         mutex_unlock(&slab_mutex);
4023         next_reap_node();
4024 out:
4025         /* Set up the next iteration */
4026         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
4027 }
4028
4029 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4030 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4031 {
4032         struct page *page;
4033         unsigned long active_objs;
4034         unsigned long num_objs;
4035         unsigned long active_slabs = 0;
4036         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4037         const char *name;
4038         char *error = NULL;
4039         int node;
4040         struct kmem_cache_node *n;
4041
4042         active_objs = 0;
4043         num_slabs = 0;
4044         for_each_online_node(node) {
4045                 n = cachep->node[node];
4046                 if (!n)
4047                         continue;
4048
4049                 check_irq_on();
4050                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4051
4052                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
4053                         if (page->active != cachep->num && !error)
4054                                 error = "slabs_full accounting error";
4055                         active_objs += cachep->num;
4056                         active_slabs++;
4057                 }
4058                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
4059                         if (page->active == cachep->num && !error)
4060                                 error = "slabs_partial accounting error";
4061                         if (!page->active && !error)
4062                                 error = "slabs_partial accounting error";
4063                         active_objs += page->active;
4064                         active_slabs++;
4065                 }
4066                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
4067                         if (page->active && !error)
4068                                 error = "slabs_free accounting error";
4069                         num_slabs++;
4070                 }
4071                 free_objects += n->free_objects;
4072                 if (n->shared)
4073                         shared_avail += n->shared->avail;
4074
4075                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4076         }
4077         num_slabs += active_slabs;
4078         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4079         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4080                 error = "free_objects accounting error";
4081
4082         name = cachep->name;
4083         if (error)
4084                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4085
4086         sinfo->active_objs = active_objs;
4087         sinfo->num_objs = num_objs;
4088         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4089         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4090         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4091         sinfo->limit = cachep->limit;
4092         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4093         sinfo->shared = cachep->shared;
4094         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4095         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4096 }
4097
4098 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4099 {
4100 #if STATS
4101         {                       /* node stats */
4102                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4103                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4104                 unsigned long grown = cachep->grown;
4105                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4106                 unsigned long errors = cachep->errors;
4107                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4108                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4109                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4110                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4111
4112                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4113                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4114                            allocs, high, grown,
4115                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4116                            node_frees, overflows);
4117         }
4118         /* cpu stats */
4119         {
4120                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4121                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4122                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4123                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4124
4125                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4126                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4127         }
4128 #endif
4129 }
4130
4131 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4132 /**
4133  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4134  * @file: unused
4135  * @buffer: user buffer
4136  * @count: data length
4137  * @ppos: unused
4138  */
4139 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4140                        size_t count, loff_t *ppos)
4141 {
4142         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4143         int limit, batchcount, shared, res;
4144         struct kmem_cache *cachep;
4145
4146         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4147                 return -EINVAL;
4148         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4149                 return -EFAULT;
4150         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4151
4152         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4153         if (!tmp)
4154                 return -EINVAL;
4155         *tmp = '\0';
4156         tmp++;
4157         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4158                 return -EINVAL;
4159
4160         /* Find the cache in the chain of caches. */
4161         mutex_lock(&slab_mutex);
4162         res = -EINVAL;
4163         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4164                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4165                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4166                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4167                                 res = 0;
4168                         } else {
4169                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4170                                                        batchcount, shared,
4171                                                        GFP_KERNEL);
4172                         }
4173                         break;
4174                 }
4175         }
4176         mutex_unlock(&slab_mutex);
4177         if (res >= 0)
4178                 res = count;
4179         return res;
4180 }
4181
4182 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4183
4184 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4185 {
4186         mutex_lock(&slab_mutex);
4187         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4188 }
4189
4190 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4191 {
4192         unsigned long *p;
4193         int l;
4194         if (!v)
4195                 return 1;
4196         l = n[1];
4197         p = n + 2;
4198         while (l) {
4199                 int i = l/2;
4200                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4201                 if (*q == v) {
4202                         q[1]++;
4203                         return 1;
4204                 }
4205                 if (*q > v) {
4206                         l = i;
4207                 } else {
4208                         p = q + 2;
4209                         l -= i + 1;
4210                 }
4211         }
4212         if (++n[1] == n[0])
4213                 return 0;
4214         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4215         p[0] = v;
4216         p[1] = 1;
4217         return 1;
4218 }
4219
4220 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c,
4221                                                 struct page *page)
4222 {
4223         void *p;
4224         int i, j;
4225
4226         if (n[0] == n[1])
4227                 return;
4228         for (i = 0, p = page->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4229                 bool active = true;
4230
4231                 for (j = page->active; j < c->num; j++) {
4232                         /* Skip freed item */
4233                         if (get_free_obj(page, j) == i) {
4234                                 active = false;
4235                                 break;
4236                         }
4237                 }
4238                 if (!active)
4239                         continue;
4240
4241                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4242                         return;
4243         }
4244 }
4245
4246 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4247 {
4248 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4249         unsigned long offset, size;
4250         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4251
4252         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4253                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4254                 if (modname[0])
4255                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4256                 return;
4257         }
4258 #endif
4259         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4260 }
4261
4262 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4263 {
4264         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4265         struct page *page;
4266         struct kmem_cache_node *n;
4267         const char *name;
4268         unsigned long *x = m->private;
4269         int node;
4270         int i;
4271
4272         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4273                 return 0;
4274         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4275                 return 0;
4276
4277         /* OK, we can do it */
4278
4279         x[1] = 0;
4280
4281         for_each_online_node(node) {
4282                 n = cachep->node[node];
4283                 if (!n)
4284                         continue;
4285
4286                 check_irq_on();
4287                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4288
4289                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
4290                         handle_slab(x, cachep, page);
4291                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
4292                         handle_slab(x, cachep, page);
4293                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4294         }
4295         name = cachep->name;
4296         if (x[0] == x[1]) {
4297                 /* Increase the buffer size */
4298                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4299                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4300                 if (!m->private) {
4301                         /* Too bad, we are really out */
4302                         m->private = x;
4303                         mutex_lock(&slab_mutex);
4304                         return -ENOMEM;
4305                 }
4306                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4307                 kfree(x);
4308                 mutex_lock(&slab_mutex);
4309                 /* Now make sure this entry will be retried */
4310                 m->count = m->size;
4311                 return 0;
4312         }
4313         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4314                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4315                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4316                 seq_putc(m, '\n');
4317         }
4318
4319         return 0;
4320 }
4321
4322 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4323         .start = leaks_start,
4324         .next = slab_next,
4325         .stop = slab_stop,
4326         .show = leaks_show,
4327 };
4328
4329 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4330 {
4331         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4332         int ret = -ENOMEM;
4333         if (n) {
4334                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4335                 if (!ret) {
4336                         struct seq_file *m = file->private_data;
4337                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4338                         m->private = n;
4339                         n = NULL;
4340                 }
4341                 kfree(n);
4342         }
4343         return ret;
4344 }
4345
4346 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4347         .open           = slabstats_open,
4348         .read           = seq_read,
4349         .llseek         = seq_lseek,
4350         .release        = seq_release_private,
4351 };
4352 #endif
4353
4354 static int __init slab_proc_init(void)
4355 {
4356 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4357         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4358 #endif
4359         return 0;
4360 }
4361 module_init(slab_proc_init);
4362 #endif
4363
4364 /**
4365  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4366  * @objp: Pointer to the object
4367  *
4368  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4369  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4370  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4371  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4372  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4373  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4374  * must not be freed during the duration of the call.
4375  */
4376 size_t ksize(const void *objp)
4377 {
4378         BUG_ON(!objp);
4379         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4380                 return 0;
4381
4382         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4383 }
4384 EXPORT_SYMBOL(ksize);