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