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