mm: workingset: size shadow nodes lru basing on file cache size
[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  * struct array_cache
173  *
174  * Purpose:
175  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
176  * - reduce the number of linked list operations
177  * - reduce spinlock operations
178  *
179  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
180  * footprint.
181  *
182  */
183 struct array_cache {
184         unsigned int avail;
185         unsigned int limit;
186         unsigned int batchcount;
187         unsigned int touched;
188         void *entry[];  /*
189                          * Must have this definition in here for the proper
190                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
191                          * the entries.
192                          */
193 };
194
195 struct alien_cache {
196         spinlock_t lock;
197         struct array_cache ac;
198 };
199
200 /*
201  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
202  */
203 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES)
204 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
205 #define CACHE_CACHE 0
206 #define SIZE_NODE (MAX_NUMNODES)
207
208 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
209                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
210 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
211                         int node, struct list_head *list);
212 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list);
213 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
214 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
215
216 static int slab_early_init = 1;
217
218 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
219
220 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
221 {
222         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
223         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
224         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
225         parent->shared = NULL;
226         parent->alien = NULL;
227         parent->colour_next = 0;
228         spin_lock_init(&parent->list_lock);
229         parent->free_objects = 0;
230         parent->free_touched = 0;
231 }
232
233 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
234         do {                                                            \
235                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
236                 list_splice(&get_node(cachep, nodeid)->slab, listp);    \
237         } while (0)
238
239 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
240         do {                                                            \
241         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
242         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
243         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
244         } while (0)
245
246 #define CFLGS_OBJFREELIST_SLAB  (0x40000000UL)
247 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
248 #define OBJFREELIST_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OBJFREELIST_SLAB)
249 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
250
251 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
252 /*
253  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
254  * cpucache drain/refill cycles.
255  *
256  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
257  * which could lock up otherwise freeable slabs.
258  */
259 #define REAPTIMEOUT_AC          (2*HZ)
260 #define REAPTIMEOUT_NODE        (4*HZ)
261
262 #if STATS
263 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
264 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
265 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
266 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
267 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
268 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
269         do {                                                            \
270                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
271                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
272         } while (0)
273 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
274 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
275 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
276 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
277 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
278         do {                                                            \
279                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
280                         (x)->max_freeable = i;                          \
281         } while (0)
282 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
283 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
284 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
285 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
286 #else
287 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
288 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
289 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
290 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
291 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
292 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
293 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
294 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
295 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
296 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
297 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
298 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
299 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
300 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
301 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
302 #endif
303
304 #if DEBUG
305
306 /*
307  * memory layout of objects:
308  * 0            : objp
309  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
310  *              the end of an object is aligned with the end of the real
311  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
312  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
313  *              redzone word.
314  * cachep->obj_offset: The real object.
315  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
316  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
317  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
318  */
319 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
320 {
321         return cachep->obj_offset;
322 }
323
324 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
325 {
326         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
327         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
328                                       sizeof(unsigned long long));
329 }
330
331 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
332 {
333         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
334         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
335                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
336                                               sizeof(unsigned long long) -
337                                               REDZONE_ALIGN);
338         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
339                                        sizeof(unsigned long long));
340 }
341
342 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
343 {
344         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
345         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
346 }
347
348 #else
349
350 #define obj_offset(x)                   0
351 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
352 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
353 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
354
355 #endif
356
357 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
358
359 static inline bool is_store_user_clean(struct kmem_cache *cachep)
360 {
361         return atomic_read(&cachep->store_user_clean) == 1;
362 }
363
364 static inline void set_store_user_clean(struct kmem_cache *cachep)
365 {
366         atomic_set(&cachep->store_user_clean, 1);
367 }
368
369 static inline void set_store_user_dirty(struct kmem_cache *cachep)
370 {
371         if (is_store_user_clean(cachep))
372                 atomic_set(&cachep->store_user_clean, 0);
373 }
374
375 #else
376 static inline void set_store_user_dirty(struct kmem_cache *cachep) {}
377
378 #endif
379
380 /*
381  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
382  * overridden on the command line.
383  */
384 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
385 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
386 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
387 static bool slab_max_order_set __initdata;
388
389 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
390 {
391         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
392         return page->slab_cache;
393 }
394
395 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
396                                  unsigned int idx)
397 {
398         return page->s_mem + cache->size * idx;
399 }
400
401 /*
402  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
403  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
404  *   we can replace (offset / cache->size) by
405  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
406  */
407 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
408                                         const struct page *page, void *obj)
409 {
410         u32 offset = (obj - page->s_mem);
411         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
412 }
413
414 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
415 /* internal cache of cache description objs */
416 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
417         .batchcount = 1,
418         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
419         .shared = 1,
420         .size = sizeof(struct kmem_cache),
421         .name = "kmem_cache",
422 };
423
424 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
425
426 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
427
428 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
429 {
430         return this_cpu_ptr(cachep->cpu_cache);
431 }
432
433 /*
434  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
435  */
436 static unsigned int cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
437                 unsigned long flags, size_t *left_over)
438 {
439         unsigned int num;
440         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
441
442         /*
443          * The slab management structure can be either off the slab or
444          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
445          * slab is used for:
446          *
447          * - @buffer_size bytes for each object
448          * - One freelist_idx_t for each object
449          *
450          * We don't need to consider alignment of freelist because
451          * freelist will be at the end of slab page. The objects will be
452          * at the correct alignment.
453          *
454          * If the slab management structure is off the slab, then the
455          * alignment will already be calculated into the size. Because
456          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
457          * correct alignment when allocated.
458          */
459         if (flags & (CFLGS_OBJFREELIST_SLAB | CFLGS_OFF_SLAB)) {
460                 num = slab_size / buffer_size;
461                 *left_over = slab_size % buffer_size;
462         } else {
463                 num = slab_size / (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
464                 *left_over = slab_size %
465                         (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
466         }
467
468         return num;
469 }
470
471 #if DEBUG
472 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
473
474 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
475                         char *msg)
476 {
477         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
478                function, cachep->name, msg);
479         dump_stack();
480         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
481 }
482 #endif
483
484 /*
485  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
486  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
487  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
488  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
489  * line
490   */
491
492 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
493 static int __init noaliencache_setup(char *s)
494 {
495         use_alien_caches = 0;
496         return 1;
497 }
498 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
499
500 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
501 {
502         get_option(&str, &slab_max_order);
503         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
504                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
505         slab_max_order_set = true;
506
507         return 1;
508 }
509 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
510
511 #ifdef CONFIG_NUMA
512 /*
513  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
514  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
515  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
516  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
517  */
518 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
519
520 static void init_reap_node(int cpu)
521 {
522         int node;
523
524         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
525         if (node == MAX_NUMNODES)
526                 node = first_node(node_online_map);
527
528         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
529 }
530
531 static void next_reap_node(void)
532 {
533         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
534
535         node = next_node(node, node_online_map);
536         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
537                 node = first_node(node_online_map);
538         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
539 }
540
541 #else
542 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
543 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
544 #endif
545
546 /*
547  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
548  * via the workqueue/eventd.
549  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
550  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
551  * lock.
552  */
553 static void start_cpu_timer(int cpu)
554 {
555         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
556
557         /*
558          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
559          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
560          * at that time.
561          */
562         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
563                 init_reap_node(cpu);
564                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
565                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
566                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
567         }
568 }
569
570 static void init_arraycache(struct array_cache *ac, int limit, int batch)
571 {
572         /*
573          * The array_cache structures contain pointers to free object.
574          * However, when such objects are allocated or transferred to another
575          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
576          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
577          * not scan such objects.
578          */
579         kmemleak_no_scan(ac);
580         if (ac) {
581                 ac->avail = 0;
582                 ac->limit = limit;
583                 ac->batchcount = batch;
584                 ac->touched = 0;
585         }
586 }
587
588 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
589                                             int batchcount, gfp_t gfp)
590 {
591         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
592         struct array_cache *ac = NULL;
593
594         ac = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
595         init_arraycache(ac, entries, batchcount);
596         return ac;
597 }
598
599 static noinline void cache_free_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
600                                         struct page *page, void *objp)
601 {
602         struct kmem_cache_node *n;
603         int page_node;
604         LIST_HEAD(list);
605
606         page_node = page_to_nid(page);
607         n = get_node(cachep, page_node);
608
609         spin_lock(&n->list_lock);
610         free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
611         spin_unlock(&n->list_lock);
612
613         slabs_destroy(cachep, &list);
614 }
615
616 /*
617  * Transfer objects in one arraycache to another.
618  * Locking must be handled by the caller.
619  *
620  * Return the number of entries transferred.
621  */
622 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
623                 struct array_cache *from, unsigned int max)
624 {
625         /* Figure out how many entries to transfer */
626         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
627
628         if (!nr)
629                 return 0;
630
631         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
632                         sizeof(void *) *nr);
633
634         from->avail -= nr;
635         to->avail += nr;
636         return nr;
637 }
638
639 #ifndef CONFIG_NUMA
640
641 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
642 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
643
644 static inline struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node,
645                                                 int limit, gfp_t gfp)
646 {
647         return (struct alien_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
648 }
649
650 static inline void free_alien_cache(struct alien_cache **ac_ptr)
651 {
652 }
653
654 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
655 {
656         return 0;
657 }
658
659 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
660                 gfp_t flags)
661 {
662         return NULL;
663 }
664
665 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
666                  gfp_t flags, int nodeid)
667 {
668         return NULL;
669 }
670
671 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
672 {
673         return flags;
674 }
675
676 #else   /* CONFIG_NUMA */
677
678 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
679 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
680
681 static struct alien_cache *__alloc_alien_cache(int node, int entries,
682                                                 int batch, gfp_t gfp)
683 {
684         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct alien_cache);
685         struct alien_cache *alc = NULL;
686
687         alc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
688         init_arraycache(&alc->ac, entries, batch);
689         spin_lock_init(&alc->lock);
690         return alc;
691 }
692
693 static struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
694 {
695         struct alien_cache **alc_ptr;
696         size_t memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
697         int i;
698
699         if (limit > 1)
700                 limit = 12;
701         alc_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
702         if (!alc_ptr)
703                 return NULL;
704
705         for_each_node(i) {
706                 if (i == node || !node_online(i))
707                         continue;
708                 alc_ptr[i] = __alloc_alien_cache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
709                 if (!alc_ptr[i]) {
710                         for (i--; i >= 0; i--)
711                                 kfree(alc_ptr[i]);
712                         kfree(alc_ptr);
713                         return NULL;
714                 }
715         }
716         return alc_ptr;
717 }
718
719 static void free_alien_cache(struct alien_cache **alc_ptr)
720 {
721         int i;
722
723         if (!alc_ptr)
724                 return;
725         for_each_node(i)
726             kfree(alc_ptr[i]);
727         kfree(alc_ptr);
728 }
729
730 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
731                                 struct array_cache *ac, int node,
732                                 struct list_head *list)
733 {
734         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
735
736         if (ac->avail) {
737                 spin_lock(&n->list_lock);
738                 /*
739                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
740                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
741                  * into the free lists and getting them back later.
742                  */
743                 if (n->shared)
744                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
745
746                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, list);
747                 ac->avail = 0;
748                 spin_unlock(&n->list_lock);
749         }
750 }
751
752 /*
753  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
754  */
755 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
756 {
757         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
758
759         if (n->alien) {
760                 struct alien_cache *alc = n->alien[node];
761                 struct array_cache *ac;
762
763                 if (alc) {
764                         ac = &alc->ac;
765                         if (ac->avail && spin_trylock_irq(&alc->lock)) {
766                                 LIST_HEAD(list);
767
768                                 __drain_alien_cache(cachep, ac, node, &list);
769                                 spin_unlock_irq(&alc->lock);
770                                 slabs_destroy(cachep, &list);
771                         }
772                 }
773         }
774 }
775
776 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
777                                 struct alien_cache **alien)
778 {
779         int i = 0;
780         struct alien_cache *alc;
781         struct array_cache *ac;
782         unsigned long flags;
783
784         for_each_online_node(i) {
785                 alc = alien[i];
786                 if (alc) {
787                         LIST_HEAD(list);
788
789                         ac = &alc->ac;
790                         spin_lock_irqsave(&alc->lock, flags);
791                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i, &list);
792                         spin_unlock_irqrestore(&alc->lock, flags);
793                         slabs_destroy(cachep, &list);
794                 }
795         }
796 }
797
798 static int __cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
799                                 int node, int page_node)
800 {
801         struct kmem_cache_node *n;
802         struct alien_cache *alien = NULL;
803         struct array_cache *ac;
804         LIST_HEAD(list);
805
806         n = get_node(cachep, node);
807         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
808         if (n->alien && n->alien[page_node]) {
809                 alien = n->alien[page_node];
810                 ac = &alien->ac;
811                 spin_lock(&alien->lock);
812                 if (unlikely(ac->avail == ac->limit)) {
813                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
814                         __drain_alien_cache(cachep, ac, page_node, &list);
815                 }
816                 ac->entry[ac->avail++] = objp;
817                 spin_unlock(&alien->lock);
818                 slabs_destroy(cachep, &list);
819         } else {
820                 n = get_node(cachep, page_node);
821                 spin_lock(&n->list_lock);
822                 free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
823                 spin_unlock(&n->list_lock);
824                 slabs_destroy(cachep, &list);
825         }
826         return 1;
827 }
828
829 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
830 {
831         int page_node = page_to_nid(virt_to_page(objp));
832         int node = numa_mem_id();
833         /*
834          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
835          * cache on this cpu.
836          */
837         if (likely(node == page_node))
838                 return 0;
839
840         return __cache_free_alien(cachep, objp, node, page_node);
841 }
842
843 /*
844  * Construct gfp mask to allocate from a specific node but do not direct reclaim
845  * or warn about failures. kswapd may still wake to reclaim in the background.
846  */
847 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
848 {
849         return (flags | __GFP_THISNODE | __GFP_NOWARN) & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
850 }
851 #endif
852
853 /*
854  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
855  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
856  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
857  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
858  * already in use.
859  *
860  * Must hold slab_mutex.
861  */
862 static int init_cache_node_node(int node)
863 {
864         struct kmem_cache *cachep;
865         struct kmem_cache_node *n;
866         const size_t memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
867
868         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
869                 /*
870                  * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
871                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
872                  * node has not already allocated this
873                  */
874                 n = get_node(cachep, node);
875                 if (!n) {
876                         n = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
877                         if (!n)
878                                 return -ENOMEM;
879                         kmem_cache_node_init(n);
880                         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
881                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
882
883                         /*
884                          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
885                          * come and go.  slab_mutex is sufficient
886                          * protection here.
887                          */
888                         cachep->node[node] = n;
889                 }
890
891                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
892                 n->free_limit =
893                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
894                         cachep->batchcount + cachep->num;
895                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
896         }
897         return 0;
898 }
899
900 static inline int slabs_tofree(struct kmem_cache *cachep,
901                                                 struct kmem_cache_node *n)
902 {
903         return (n->free_objects + cachep->num - 1) / cachep->num;
904 }
905
906 static void cpuup_canceled(long cpu)
907 {
908         struct kmem_cache *cachep;
909         struct kmem_cache_node *n = NULL;
910         int node = cpu_to_mem(cpu);
911         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
912
913         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
914                 struct array_cache *nc;
915                 struct array_cache *shared;
916                 struct alien_cache **alien;
917                 LIST_HEAD(list);
918
919                 n = get_node(cachep, node);
920                 if (!n)
921                         continue;
922
923                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
924
925                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
926                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
927
928                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
929                 nc = per_cpu_ptr(cachep->cpu_cache, cpu);
930                 if (nc) {
931                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node, &list);
932                         nc->avail = 0;
933                 }
934
935                 if (!cpumask_empty(mask)) {
936                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
937                         goto free_slab;
938                 }
939
940                 shared = n->shared;
941                 if (shared) {
942                         free_block(cachep, shared->entry,
943                                    shared->avail, node, &list);
944                         n->shared = NULL;
945                 }
946
947                 alien = n->alien;
948                 n->alien = NULL;
949
950                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
951
952                 kfree(shared);
953                 if (alien) {
954                         drain_alien_cache(cachep, alien);
955                         free_alien_cache(alien);
956                 }
957
958 free_slab:
959                 slabs_destroy(cachep, &list);
960         }
961         /*
962          * In the previous loop, all the objects were freed to
963          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
964          * shrink each nodelist to its limit.
965          */
966         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
967                 n = get_node(cachep, node);
968                 if (!n)
969                         continue;
970                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
971         }
972 }
973
974 static int cpuup_prepare(long cpu)
975 {
976         struct kmem_cache *cachep;
977         struct kmem_cache_node *n = NULL;
978         int node = cpu_to_mem(cpu);
979         int err;
980
981         /*
982          * We need to do this right in the beginning since
983          * alloc_arraycache's are going to use this list.
984          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
985          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
986          */
987         err = init_cache_node_node(node);
988         if (err < 0)
989                 goto bad;
990
991         /*
992          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
993          * array caches
994          */
995         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
996                 struct array_cache *shared = NULL;
997                 struct alien_cache **alien = NULL;
998
999                 if (cachep->shared) {
1000                         shared = alloc_arraycache(node,
1001                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1002                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1003                         if (!shared)
1004                                 goto bad;
1005                 }
1006                 if (use_alien_caches) {
1007                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1008                         if (!alien) {
1009                                 kfree(shared);
1010                                 goto bad;
1011                         }
1012                 }
1013                 n = get_node(cachep, node);
1014                 BUG_ON(!n);
1015
1016                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1017                 if (!n->shared) {
1018                         /*
1019                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1020                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1021                          */
1022                         n->shared = shared;
1023                         shared = NULL;
1024                 }
1025 #ifdef CONFIG_NUMA
1026                 if (!n->alien) {
1027                         n->alien = alien;
1028                         alien = NULL;
1029                 }
1030 #endif
1031                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1032                 kfree(shared);
1033                 free_alien_cache(alien);
1034         }
1035
1036         return 0;
1037 bad:
1038         cpuup_canceled(cpu);
1039         return -ENOMEM;
1040 }
1041
1042 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1043                                     unsigned long action, void *hcpu)
1044 {
1045         long cpu = (long)hcpu;
1046         int err = 0;
1047
1048         switch (action) {
1049         case CPU_UP_PREPARE:
1050         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1051                 mutex_lock(&slab_mutex);
1052                 err = cpuup_prepare(cpu);
1053                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1054                 break;
1055         case CPU_ONLINE:
1056         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1057                 start_cpu_timer(cpu);
1058                 break;
1059 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1060         case CPU_DOWN_PREPARE:
1061         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1062                 /*
1063                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1064                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1065                  * anything expensive but will only modify reap_work
1066                  * and reschedule the timer.
1067                 */
1068                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1069                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1070                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1071                 break;
1072         case CPU_DOWN_FAILED:
1073         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1074                 start_cpu_timer(cpu);
1075                 break;
1076         case CPU_DEAD:
1077         case CPU_DEAD_FROZEN:
1078                 /*
1079                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1080                  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between
1081                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1082                  * memory from the node of the cpu going down.  The node
1083                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1084                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1085                  */
1086                 /* fall through */
1087 #endif
1088         case CPU_UP_CANCELED:
1089         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1090                 mutex_lock(&slab_mutex);
1091                 cpuup_canceled(cpu);
1092                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1093                 break;
1094         }
1095         return notifier_from_errno(err);
1096 }
1097
1098 static struct notifier_block cpucache_notifier = {
1099         &cpuup_callback, NULL, 0
1100 };
1101
1102 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1103 /*
1104  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1105  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1106  * removed.
1107  *
1108  * Must hold slab_mutex.
1109  */
1110 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1111 {
1112         struct kmem_cache *cachep;
1113         int ret = 0;
1114
1115         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1116                 struct kmem_cache_node *n;
1117
1118                 n = get_node(cachep, node);
1119                 if (!n)
1120                         continue;
1121
1122                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1123
1124                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1125                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1126                         ret = -EBUSY;
1127                         break;
1128                 }
1129         }
1130         return ret;
1131 }
1132
1133 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1134                                         unsigned long action, void *arg)
1135 {
1136         struct memory_notify *mnb = arg;
1137         int ret = 0;
1138         int nid;
1139
1140         nid = mnb->status_change_nid;
1141         if (nid < 0)
1142                 goto out;
1143
1144         switch (action) {
1145         case MEM_GOING_ONLINE:
1146                 mutex_lock(&slab_mutex);
1147                 ret = init_cache_node_node(nid);
1148                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1149                 break;
1150         case MEM_GOING_OFFLINE:
1151                 mutex_lock(&slab_mutex);
1152                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1153                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1154                 break;
1155         case MEM_ONLINE:
1156         case MEM_OFFLINE:
1157         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1158         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1159                 break;
1160         }
1161 out:
1162         return notifier_from_errno(ret);
1163 }
1164 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1165
1166 /*
1167  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1168  */
1169 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1170                                 int nodeid)
1171 {
1172         struct kmem_cache_node *ptr;
1173
1174         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1175         BUG_ON(!ptr);
1176
1177         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1178         /*
1179          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1180          */
1181         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1182
1183         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1184         cachep->node[nodeid] = ptr;
1185 }
1186
1187 /*
1188  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1189  * size of kmem_cache_node.
1190  */
1191 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1192 {
1193         int node;
1194
1195         for_each_online_node(node) {
1196                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1197                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1198                     REAPTIMEOUT_NODE +
1199                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1200         }
1201 }
1202
1203 /*
1204  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1205  * before smp_init().
1206  */
1207 void __init kmem_cache_init(void)
1208 {
1209         int i;
1210
1211         BUILD_BUG_ON(sizeof(((struct page *)NULL)->lru) <
1212                                         sizeof(struct rcu_head));
1213         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1214
1215         if (num_possible_nodes() == 1)
1216                 use_alien_caches = 0;
1217
1218         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1219                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1220
1221         /*
1222          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1223          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1224          * not overridden on the command line.
1225          */
1226         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1227                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1228
1229         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1230          * from caches that do not exist yet:
1231          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1232          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1233          *    kmem_cache is statically allocated.
1234          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1235          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1236          *    array at the end of the bootstrap.
1237          * 2) Create the first kmalloc cache.
1238          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1239          *    An __init data area is used for the head array.
1240          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1241          *    head arrays.
1242          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1243          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1244          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1245          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1246          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1247          */
1248
1249         /* 1) create the kmem_cache */
1250
1251         /*
1252          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1253          */
1254         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1255                 offsetof(struct kmem_cache, node) +
1256                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1257                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1258         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1259         slab_state = PARTIAL;
1260
1261         /*
1262          * Initialize the caches that provide memory for the  kmem_cache_node
1263          * structures first.  Without this, further allocations will bug.
1264          */
1265         kmalloc_caches[INDEX_NODE] = create_kmalloc_cache("kmalloc-node",
1266                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1267         slab_state = PARTIAL_NODE;
1268         setup_kmalloc_cache_index_table();
1269
1270         slab_early_init = 0;
1271
1272         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1273         {
1274                 int nid;
1275
1276                 for_each_online_node(nid) {
1277                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1278
1279                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1280                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1281                 }
1282         }
1283
1284         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1285 }
1286
1287 void __init kmem_cache_init_late(void)
1288 {
1289         struct kmem_cache *cachep;
1290
1291         slab_state = UP;
1292
1293         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1294         mutex_lock(&slab_mutex);
1295         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1296                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1297                         BUG();
1298         mutex_unlock(&slab_mutex);
1299
1300         /* Done! */
1301         slab_state = FULL;
1302
1303         /*
1304          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1305          * cpu_cache_get for all new cpus
1306          */
1307         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1308
1309 #ifdef CONFIG_NUMA
1310         /*
1311          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1312          * node.
1313          */
1314         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1315 #endif
1316
1317         /*
1318          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1319          * of the kernel is not yet operational.
1320          */
1321 }
1322
1323 static int __init cpucache_init(void)
1324 {
1325         int cpu;
1326
1327         /*
1328          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1329          */
1330         for_each_online_cpu(cpu)
1331                 start_cpu_timer(cpu);
1332
1333         /* Done! */
1334         slab_state = FULL;
1335         return 0;
1336 }
1337 __initcall(cpucache_init);
1338
1339 static noinline void
1340 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1341 {
1342 #if DEBUG
1343         struct kmem_cache_node *n;
1344         struct page *page;
1345         unsigned long flags;
1346         int node;
1347         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1348                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1349
1350         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1351                 return;
1352
1353         pr_warn("SLAB: Unable to allocate memory on node %d, gfp=%#x(%pGg)\n",
1354                 nodeid, gfpflags, &gfpflags);
1355         pr_warn("  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1356                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1357
1358         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1359                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1360                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1361
1362                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1363                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
1364                         active_objs += cachep->num;
1365                         active_slabs++;
1366                 }
1367                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
1368                         active_objs += page->active;
1369                         active_slabs++;
1370                 }
1371                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
1372                         num_slabs++;
1373
1374                 free_objects += n->free_objects;
1375                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1376
1377                 num_slabs += active_slabs;
1378                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1379                 pr_warn("  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1380                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1381                         free_objects);
1382         }
1383 #endif
1384 }
1385
1386 /*
1387  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1388  * kmem_cache_node ->list_lock.
1389  *
1390  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1391  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1392  * would be relatively rare and ignorable.
1393  */
1394 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1395                                                                 int nodeid)
1396 {
1397         struct page *page;
1398         int nr_pages;
1399
1400         flags |= cachep->allocflags;
1401         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1402                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1403
1404         page = __alloc_pages_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1405         if (!page) {
1406                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1407                 return NULL;
1408         }
1409
1410         if (memcg_charge_slab(page, flags, cachep->gfporder, cachep)) {
1411                 __free_pages(page, cachep->gfporder);
1412                 return NULL;
1413         }
1414
1415         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1416         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1417                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1418                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1419         else
1420                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1421                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1422
1423         __SetPageSlab(page);
1424         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1425         if (sk_memalloc_socks() && page_is_pfmemalloc(page))
1426                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1427
1428         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1429                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1430
1431                 if (cachep->ctor)
1432                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1433                 else
1434                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1435         }
1436
1437         return page;
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Interface to system's page release.
1442  */
1443 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1444 {
1445         int order = cachep->gfporder;
1446         unsigned long nr_freed = (1 << order);
1447
1448         kmemcheck_free_shadow(page, order);
1449
1450         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1451                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1452                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1453         else
1454                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1455                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1456
1457         BUG_ON(!PageSlab(page));
1458         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1459         __ClearPageSlab(page);
1460         page_mapcount_reset(page);
1461         page->mapping = NULL;
1462
1463         if (current->reclaim_state)
1464                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1465         memcg_uncharge_slab(page, order, cachep);
1466         __free_pages(page, order);
1467 }
1468
1469 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1470 {
1471         struct kmem_cache *cachep;
1472         struct page *page;
1473
1474         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1475         cachep = page->slab_cache;
1476
1477         kmem_freepages(cachep, page);
1478 }
1479
1480 #if DEBUG
1481 static bool is_debug_pagealloc_cache(struct kmem_cache *cachep)
1482 {
1483         if (debug_pagealloc_enabled() && OFF_SLAB(cachep) &&
1484                 (cachep->size % PAGE_SIZE) == 0)
1485                 return true;
1486
1487         return false;
1488 }
1489
1490 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1491 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1492                             unsigned long caller)
1493 {
1494         int size = cachep->object_size;
1495
1496         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1497
1498         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1499                 return;
1500
1501         *addr++ = 0x12345678;
1502         *addr++ = caller;
1503         *addr++ = smp_processor_id();
1504         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1505         {
1506                 unsigned long *sptr = &caller;
1507                 unsigned long svalue;
1508
1509                 while (!kstack_end(sptr)) {
1510                         svalue = *sptr++;
1511                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1512                                 *addr++ = svalue;
1513                                 size -= sizeof(unsigned long);
1514                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1515                                         break;
1516                         }
1517                 }
1518
1519         }
1520         *addr++ = 0x87654321;
1521 }
1522
1523 static void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1524                                 int map, unsigned long caller)
1525 {
1526         if (!is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1527                 return;
1528
1529         if (caller)
1530                 store_stackinfo(cachep, objp, caller);
1531
1532         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->size / PAGE_SIZE, map);
1533 }
1534
1535 #else
1536 static inline void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1537                                 int map, unsigned long caller) {}
1538
1539 #endif
1540
1541 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1542 {
1543         int size = cachep->object_size;
1544         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1545
1546         memset(addr, val, size);
1547         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1548 }
1549
1550 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1551 {
1552         int i;
1553         unsigned char error = 0;
1554         int bad_count = 0;
1555
1556         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1557         for (i = 0; i < limit; i++) {
1558                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1559                         error = data[offset + i];
1560                         bad_count++;
1561                 }
1562         }
1563         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1564                         &data[offset], limit, 1);
1565
1566         if (bad_count == 1) {
1567                 error ^= POISON_FREE;
1568                 if (!(error & (error - 1))) {
1569                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1570                                         "bad RAM.\n");
1571 #ifdef CONFIG_X86
1572                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1573                                         "test tool.\n");
1574 #else
1575                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1576 #endif
1577                 }
1578         }
1579 }
1580 #endif
1581
1582 #if DEBUG
1583
1584 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1585 {
1586         int i, size;
1587         char *realobj;
1588
1589         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1590                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1591                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1592                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1593         }
1594
1595         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1596                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1597                        *dbg_userword(cachep, objp),
1598                        *dbg_userword(cachep, objp));
1599         }
1600         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1601         size = cachep->object_size;
1602         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1603                 int limit;
1604                 limit = 16;
1605                 if (i + limit > size)
1606                         limit = size - i;
1607                 dump_line(realobj, i, limit);
1608         }
1609 }
1610
1611 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1612 {
1613         char *realobj;
1614         int size, i;
1615         int lines = 0;
1616
1617         if (is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1618                 return;
1619
1620         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1621         size = cachep->object_size;
1622
1623         for (i = 0; i < size; i++) {
1624                 char exp = POISON_FREE;
1625                 if (i == size - 1)
1626                         exp = POISON_END;
1627                 if (realobj[i] != exp) {
1628                         int limit;
1629                         /* Mismatch ! */
1630                         /* Print header */
1631                         if (lines == 0) {
1632                                 printk(KERN_ERR
1633                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1634                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
1635                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1636                         }
1637                         /* Hexdump the affected line */
1638                         i = (i / 16) * 16;
1639                         limit = 16;
1640                         if (i + limit > size)
1641                                 limit = size - i;
1642                         dump_line(realobj, i, limit);
1643                         i += 16;
1644                         lines++;
1645                         /* Limit to 5 lines */
1646                         if (lines > 5)
1647                                 break;
1648                 }
1649         }
1650         if (lines != 0) {
1651                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1652                  * exist:
1653                  */
1654                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1655                 unsigned int objnr;
1656
1657                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1658                 if (objnr) {
1659                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1660                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1661                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1662                                realobj, size);
1663                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1664                 }
1665                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1666                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1667                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1668                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1669                                realobj, size);
1670                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1671                 }
1672         }
1673 }
1674 #endif
1675
1676 #if DEBUG
1677 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1678                                                 struct page *page)
1679 {
1680         int i;
1681
1682         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON) {
1683                 poison_obj(cachep, page->freelist - obj_offset(cachep),
1684                         POISON_FREE);
1685         }
1686
1687         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1688                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1689
1690                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1691                         check_poison_obj(cachep, objp);
1692                         slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
1693                 }
1694                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1695                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1696                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1697                                            "was overwritten");
1698                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1699                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1700                                            "was overwritten");
1701                 }
1702         }
1703 }
1704 #else
1705 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1706                                                 struct page *page)
1707 {
1708 }
1709 #endif
1710
1711 /**
1712  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1713  * @cachep: cache pointer being destroyed
1714  * @page: page pointer being destroyed
1715  *
1716  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1717  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1718  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1719  */
1720 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1721 {
1722         void *freelist;
1723
1724         freelist = page->freelist;
1725         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1726         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1727                 call_rcu(&page->rcu_head, kmem_rcu_free);
1728         else
1729                 kmem_freepages(cachep, page);
1730
1731         /*
1732          * From now on, we don't use freelist
1733          * although actual page can be freed in rcu context
1734          */
1735         if (OFF_SLAB(cachep))
1736                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1737 }
1738
1739 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1740 {
1741         struct page *page, *n;
1742
1743         list_for_each_entry_safe(page, n, list, lru) {
1744                 list_del(&page->lru);
1745                 slab_destroy(cachep, page);
1746         }
1747 }
1748
1749 /**
1750  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1751  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1752  * @size: size of objects to be created in this cache.
1753  * @flags: slab allocation flags
1754  *
1755  * Also calculates the number of objects per slab.
1756  *
1757  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1758  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1759  * towards high-order requests, this should be changed.
1760  */
1761 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1762                                 size_t size, unsigned long flags)
1763 {
1764         size_t left_over = 0;
1765         int gfporder;
1766
1767         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1768                 unsigned int num;
1769                 size_t remainder;
1770
1771                 num = cache_estimate(gfporder, size, flags, &remainder);
1772                 if (!num)
1773                         continue;
1774
1775                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1776                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1777                         break;
1778
1779                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1780                         struct kmem_cache *freelist_cache;
1781                         size_t freelist_size;
1782
1783                         freelist_size = num * sizeof(freelist_idx_t);
1784                         freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
1785                         if (!freelist_cache)
1786                                 continue;
1787
1788                         /*
1789                          * Needed to avoid possible looping condition
1790                          * in cache_grow()
1791                          */
1792                         if (OFF_SLAB(freelist_cache))
1793                                 continue;
1794
1795                         /* check if off slab has enough benefit */
1796                         if (freelist_cache->size > cachep->size / 2)
1797                                 continue;
1798                 }
1799
1800                 /* Found something acceptable - save it away */
1801                 cachep->num = num;
1802                 cachep->gfporder = gfporder;
1803                 left_over = remainder;
1804
1805                 /*
1806                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1807                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1808                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1809                  */
1810                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1811                         break;
1812
1813                 /*
1814                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1815                  * currently bad for the gfp()s.
1816                  */
1817                 if (gfporder >= slab_max_order)
1818                         break;
1819
1820                 /*
1821                  * Acceptable internal fragmentation?
1822                  */
1823                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1824                         break;
1825         }
1826         return left_over;
1827 }
1828
1829 static struct array_cache __percpu *alloc_kmem_cache_cpus(
1830                 struct kmem_cache *cachep, int entries, int batchcount)
1831 {
1832         int cpu;
1833         size_t size;
1834         struct array_cache __percpu *cpu_cache;
1835
1836         size = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
1837         cpu_cache = __alloc_percpu(size, sizeof(void *));
1838
1839         if (!cpu_cache)
1840                 return NULL;
1841
1842         for_each_possible_cpu(cpu) {
1843                 init_arraycache(per_cpu_ptr(cpu_cache, cpu),
1844                                 entries, batchcount);
1845         }
1846
1847         return cpu_cache;
1848 }
1849
1850 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
1851 {
1852         if (slab_state >= FULL)
1853                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
1854
1855         cachep->cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, 1, 1);
1856         if (!cachep->cpu_cache)
1857                 return 1;
1858
1859         if (slab_state == DOWN) {
1860                 /* Creation of first cache (kmem_cache). */
1861                 set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1862         } else if (slab_state == PARTIAL) {
1863                 /* For kmem_cache_node */
1864                 set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
1865         } else {
1866                 int node;
1867
1868                 for_each_online_node(node) {
1869                         cachep->node[node] = kmalloc_node(
1870                                 sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
1871                         BUG_ON(!cachep->node[node]);
1872                         kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
1873                 }
1874         }
1875
1876         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
1877                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1878                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1879
1880         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
1881         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1882         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
1883         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
1884         cachep->batchcount = 1;
1885         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
1886         return 0;
1887 }
1888
1889 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
1890         unsigned long flags, const char *name,
1891         void (*ctor)(void *))
1892 {
1893         return flags;
1894 }
1895
1896 struct kmem_cache *
1897 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
1898                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
1899 {
1900         struct kmem_cache *cachep;
1901
1902         cachep = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
1903         if (cachep) {
1904                 cachep->refcount++;
1905
1906                 /*
1907                  * Adjust the object sizes so that we clear
1908                  * the complete object on kzalloc.
1909                  */
1910                 cachep->object_size = max_t(int, cachep->object_size, size);
1911         }
1912         return cachep;
1913 }
1914
1915 static bool set_objfreelist_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1916                         size_t size, unsigned long flags)
1917 {
1918         size_t left;
1919
1920         cachep->num = 0;
1921
1922         if (cachep->ctor || flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
1923                 return false;
1924
1925         left = calculate_slab_order(cachep, size,
1926                         flags | CFLGS_OBJFREELIST_SLAB);
1927         if (!cachep->num)
1928                 return false;
1929
1930         if (cachep->num * sizeof(freelist_idx_t) > cachep->object_size)
1931                 return false;
1932
1933         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1934
1935         return true;
1936 }
1937
1938 static bool set_off_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1939                         size_t size, unsigned long flags)
1940 {
1941         size_t left;
1942
1943         cachep->num = 0;
1944
1945         /*
1946          * Always use on-slab management when SLAB_NOLEAKTRACE
1947          * to avoid recursive calls into kmemleak.
1948          */
1949         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
1950                 return false;
1951
1952         /*
1953          * Size is large, assume best to place the slab management obj
1954          * off-slab (should allow better packing of objs).
1955          */
1956         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags | CFLGS_OFF_SLAB);
1957         if (!cachep->num)
1958                 return false;
1959
1960         /*
1961          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
1962          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
1963          */
1964         if (left >= cachep->num * sizeof(freelist_idx_t))
1965                 return false;
1966
1967         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1968
1969         return true;
1970 }
1971
1972 static bool set_on_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
1973                         size_t size, unsigned long flags)
1974 {
1975         size_t left;
1976
1977         cachep->num = 0;
1978
1979         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags);
1980         if (!cachep->num)
1981                 return false;
1982
1983         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
1984
1985         return true;
1986 }
1987
1988 /**
1989  * __kmem_cache_create - Create a cache.
1990  * @cachep: cache management descriptor
1991  * @flags: SLAB flags
1992  *
1993  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
1994  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
1995  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
1996  *
1997  * The flags are
1998  *
1999  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2000  * to catch references to uninitialised memory.
2001  *
2002  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2003  * for buffer overruns.
2004  *
2005  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2006  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2007  * as davem.
2008  */
2009 int
2010 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2011 {
2012         size_t ralign = BYTES_PER_WORD;
2013         gfp_t gfp;
2014         int err;
2015         size_t size = cachep->size;
2016
2017 #if DEBUG
2018 #if FORCED_DEBUG
2019         /*
2020          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2021          * large objects, if the increased size would increase the object size
2022          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2023          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2024          */
2025         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2026                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2027                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2028         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2029                 flags |= SLAB_POISON;
2030 #endif
2031 #endif
2032
2033         /*
2034          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2035          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2036          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2037          */
2038         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2039                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2040                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2041         }
2042
2043         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2044                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2045                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2046                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2047                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2048                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2049         }
2050
2051         /* 3) caller mandated alignment */
2052         if (ralign < cachep->align) {
2053                 ralign = cachep->align;
2054         }
2055         /* disable debug if necessary */
2056         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2057                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2058         /*
2059          * 4) Store it.
2060          */
2061         cachep->align = ralign;
2062         cachep->colour_off = cache_line_size();
2063         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2064         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2065                 cachep->colour_off = cachep->align;
2066
2067         if (slab_is_available())
2068                 gfp = GFP_KERNEL;
2069         else
2070                 gfp = GFP_NOWAIT;
2071
2072 #if DEBUG
2073
2074         /*
2075          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2076          * into align above.
2077          */
2078         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2079                 /* add space for red zone words */
2080                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2081                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2082         }
2083         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2084                 /* user store requires one word storage behind the end of
2085                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2086                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2087                  */
2088                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2089                         size += REDZONE_ALIGN;
2090                 else
2091                         size += BYTES_PER_WORD;
2092         }
2093 #endif
2094
2095         size = ALIGN(size, cachep->align);
2096         /*
2097          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2098          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2099          */
2100         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2101                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2102
2103 #if DEBUG
2104         /*
2105          * To activate debug pagealloc, off-slab management is necessary
2106          * requirement. In early phase of initialization, small sized slab
2107          * doesn't get initialized so it would not be possible. So, we need
2108          * to check size >= 256. It guarantees that all necessary small
2109          * sized slab is initialized in current slab initialization sequence.
2110          */
2111         if (debug_pagealloc_enabled() && (flags & SLAB_POISON) &&
2112                 size >= 256 && cachep->object_size > cache_line_size()) {
2113                 if (size < PAGE_SIZE || size % PAGE_SIZE == 0) {
2114                         size_t tmp_size = ALIGN(size, PAGE_SIZE);
2115
2116                         if (set_off_slab_cache(cachep, tmp_size, flags)) {
2117                                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2118                                 cachep->obj_offset += tmp_size - size;
2119                                 size = tmp_size;
2120                                 goto done;
2121                         }
2122                 }
2123         }
2124 #endif
2125
2126         if (set_objfreelist_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2127                 flags |= CFLGS_OBJFREELIST_SLAB;
2128                 goto done;
2129         }
2130
2131         if (set_off_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2132                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2133                 goto done;
2134         }
2135
2136         if (set_on_slab_cache(cachep, size, flags))
2137                 goto done;
2138
2139         return -E2BIG;
2140
2141 done:
2142         cachep->freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
2143         cachep->flags = flags;
2144         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2145         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2146                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2147         cachep->size = size;
2148         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2149
2150 #if DEBUG
2151         /*
2152          * If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2153          * poisoning, then it's going to smash the contents of
2154          * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2155          */
2156         if (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_POISONING) &&
2157                 (cachep->flags & SLAB_POISON) &&
2158                 is_debug_pagealloc_cache(cachep))
2159                 cachep->flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2160 #endif
2161
2162         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2163                 cachep->freelist_cache =
2164                         kmalloc_slab(cachep->freelist_size, 0u);
2165         }
2166
2167         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2168         if (err) {
2169                 __kmem_cache_release(cachep);
2170                 return err;
2171         }
2172
2173         return 0;
2174 }
2175
2176 #if DEBUG
2177 static void check_irq_off(void)
2178 {
2179         BUG_ON(!irqs_disabled());
2180 }
2181
2182 static void check_irq_on(void)
2183 {
2184         BUG_ON(irqs_disabled());
2185 }
2186
2187 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2188 {
2189 #ifdef CONFIG_SMP
2190         check_irq_off();
2191         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2192 #endif
2193 }
2194
2195 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2196 {
2197 #ifdef CONFIG_SMP
2198         check_irq_off();
2199         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2200 #endif
2201 }
2202
2203 #else
2204 #define check_irq_off() do { } while(0)
2205 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2206 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2207 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2208 #endif
2209
2210 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
2211                         struct array_cache *ac,
2212                         int force, int node);
2213
2214 static void do_drain(void *arg)
2215 {
2216         struct kmem_cache *cachep = arg;
2217         struct array_cache *ac;
2218         int node = numa_mem_id();
2219         struct kmem_cache_node *n;
2220         LIST_HEAD(list);
2221
2222         check_irq_off();
2223         ac = cpu_cache_get(cachep);
2224         n = get_node(cachep, node);
2225         spin_lock(&n->list_lock);
2226         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2227         spin_unlock(&n->list_lock);
2228         slabs_destroy(cachep, &list);
2229         ac->avail = 0;
2230 }
2231
2232 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2233 {
2234         struct kmem_cache_node *n;
2235         int node;
2236
2237         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2238         check_irq_on();
2239         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2240                 if (n->alien)
2241                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2242
2243         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2244                 drain_array(cachep, n, n->shared, 1, node);
2245 }
2246
2247 /*
2248  * Remove slabs from the list of free slabs.
2249  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2250  *
2251  * Returns the actual number of slabs released.
2252  */
2253 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2254                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2255 {
2256         struct list_head *p;
2257         int nr_freed;
2258         struct page *page;
2259
2260         nr_freed = 0;
2261         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2262
2263                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2264                 p = n->slabs_free.prev;
2265                 if (p == &n->slabs_free) {
2266                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2267                         goto out;
2268                 }
2269
2270                 page = list_entry(p, struct page, lru);
2271                 list_del(&page->lru);
2272                 /*
2273                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2274                  * to the cache.
2275                  */
2276                 n->free_objects -= cache->num;
2277                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2278                 slab_destroy(cache, page);
2279                 nr_freed++;
2280         }
2281 out:
2282         return nr_freed;
2283 }
2284
2285 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep, bool deactivate)
2286 {
2287         int ret = 0;
2288         int node;
2289         struct kmem_cache_node *n;
2290
2291         drain_cpu_caches(cachep);
2292
2293         check_irq_on();
2294         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2295                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
2296
2297                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2298                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2299         }
2300         return (ret ? 1 : 0);
2301 }
2302
2303 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2304 {
2305         return __kmem_cache_shrink(cachep, false);
2306 }
2307
2308 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *cachep)
2309 {
2310         int i;
2311         struct kmem_cache_node *n;
2312
2313         free_percpu(cachep->cpu_cache);
2314
2315         /* NUMA: free the node structures */
2316         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2317                 kfree(n->shared);
2318                 free_alien_cache(n->alien);
2319                 kfree(n);
2320                 cachep->node[i] = NULL;
2321         }
2322 }
2323
2324 /*
2325  * Get the memory for a slab management obj.
2326  *
2327  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2328  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2329  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2330  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2331  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2332  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2333  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2334  *
2335  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2336  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2337  */
2338 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2339                                    struct page *page, int colour_off,
2340                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2341 {
2342         void *freelist;
2343         void *addr = page_address(page);
2344
2345         page->s_mem = addr + colour_off;
2346         page->active = 0;
2347
2348         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2349                 freelist = NULL;
2350         else if (OFF_SLAB(cachep)) {
2351                 /* Slab management obj is off-slab. */
2352                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2353                                               local_flags, nodeid);
2354                 if (!freelist)
2355                         return NULL;
2356         } else {
2357                 /* We will use last bytes at the slab for freelist */
2358                 freelist = addr + (PAGE_SIZE << cachep->gfporder) -
2359                                 cachep->freelist_size;
2360         }
2361
2362         return freelist;
2363 }
2364
2365 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2366 {
2367         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2368 }
2369
2370 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2371                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2372 {
2373         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2374 }
2375
2376 static void cache_init_objs_debug(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2377 {
2378 #if DEBUG
2379         int i;
2380
2381         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2382                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2383
2384                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2385                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2386
2387                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2388                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2389                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2390                 }
2391                 /*
2392                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2393                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2394                  * They must also be threaded.
2395                  */
2396                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2397                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2398
2399                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2400                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2401                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2402                                            " end of an object");
2403                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2404                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2405                                            " start of an object");
2406                 }
2407                 /* need to poison the objs? */
2408                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2409                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2410                         slab_kernel_map(cachep, objp, 0, 0);
2411                 }
2412         }
2413 #endif
2414 }
2415
2416 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2417                             struct page *page)
2418 {
2419         int i;
2420
2421         cache_init_objs_debug(cachep, page);
2422
2423         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2424                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, cachep->num - 1) +
2425                                                 obj_offset(cachep);
2426         }
2427
2428         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2429                 /* constructor could break poison info */
2430                 if (DEBUG == 0 && cachep->ctor)
2431                         cachep->ctor(index_to_obj(cachep, page, i));
2432
2433                 set_free_obj(page, i, i);
2434         }
2435 }
2436
2437 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2438 {
2439         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2440                 if (flags & GFP_DMA)
2441                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2442                 else
2443                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2444         }
2445 }
2446
2447 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2448 {
2449         void *objp;
2450
2451         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2452         page->active++;
2453
2454 #if DEBUG
2455         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2456                 set_store_user_dirty(cachep);
2457 #endif
2458
2459         return objp;
2460 }
2461
2462 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
2463                         struct page *page, void *objp)
2464 {
2465         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2466 #if DEBUG
2467         unsigned int i;
2468
2469         /* Verify double free bug */
2470         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2471                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2472                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2473                                         "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2474                         BUG();
2475                 }
2476         }
2477 #endif
2478         page->active--;
2479         if (!page->freelist)
2480                 page->freelist = objp + obj_offset(cachep);
2481
2482         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2483 }
2484
2485 /*
2486  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2487  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2488  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2489  */
2490 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2491                            void *freelist)
2492 {
2493         page->slab_cache = cache;
2494         page->freelist = freelist;
2495 }
2496
2497 /*
2498  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2499  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2500  */
2501 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2502                 gfp_t flags, int nodeid, struct page *page)
2503 {
2504         void *freelist;
2505         size_t offset;
2506         gfp_t local_flags;
2507         struct kmem_cache_node *n;
2508
2509         /*
2510          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2511          * critical path in kmem_cache_alloc().
2512          */
2513         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
2514                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2515                 BUG();
2516         }
2517         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2518
2519         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2520         check_irq_off();
2521         n = get_node(cachep, nodeid);
2522         spin_lock(&n->list_lock);
2523
2524         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2525         offset = n->colour_next;
2526         n->colour_next++;
2527         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2528                 n->colour_next = 0;
2529         spin_unlock(&n->list_lock);
2530
2531         offset *= cachep->colour_off;
2532
2533         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2534                 local_irq_enable();
2535
2536         /*
2537          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2538          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2539          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2540          * will eventually be caught here (where it matters).
2541          */
2542         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2543
2544         /*
2545          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2546          * 'nodeid'.
2547          */
2548         if (!page)
2549                 page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2550         if (!page)
2551                 goto failed;
2552
2553         /* Get slab management. */
2554         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2555                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2556         if (OFF_SLAB(cachep) && !freelist)
2557                 goto opps1;
2558
2559         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2560
2561         cache_init_objs(cachep, page);
2562
2563         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2564                 local_irq_disable();
2565         check_irq_off();
2566         spin_lock(&n->list_lock);
2567
2568         /* Make slab active. */
2569         list_add_tail(&page->lru, &(n->slabs_free));
2570         STATS_INC_GROWN(cachep);
2571         n->free_objects += cachep->num;
2572         spin_unlock(&n->list_lock);
2573         return 1;
2574 opps1:
2575         kmem_freepages(cachep, page);
2576 failed:
2577         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2578                 local_irq_disable();
2579         return 0;
2580 }
2581
2582 #if DEBUG
2583
2584 /*
2585  * Perform extra freeing checks:
2586  * - detect bad pointers.
2587  * - POISON/RED_ZONE checking
2588  */
2589 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2590 {
2591         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2592                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2593                        (unsigned long)objp);
2594                 BUG();
2595         }
2596 }
2597
2598 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2599 {
2600         unsigned long long redzone1, redzone2;
2601
2602         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2603         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2604
2605         /*
2606          * Redzone is ok.
2607          */
2608         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2609                 return;
2610
2611         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2612                 slab_error(cache, "double free detected");
2613         else
2614                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2615
2616         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2617                         obj, redzone1, redzone2);
2618 }
2619
2620 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2621                                    unsigned long caller)
2622 {
2623         unsigned int objnr;
2624         struct page *page;
2625
2626         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2627
2628         objp -= obj_offset(cachep);
2629         kfree_debugcheck(objp);
2630         page = virt_to_head_page(objp);
2631
2632         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2633                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2634                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2635                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2636         }
2637         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2638                 set_store_user_dirty(cachep);
2639                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2640         }
2641
2642         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2643
2644         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2645         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2646
2647         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2648                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2649                 slab_kernel_map(cachep, objp, 0, caller);
2650         }
2651         return objp;
2652 }
2653
2654 #else
2655 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2656 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2657 #endif
2658
2659 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
2660                                                 void **list)
2661 {
2662 #if DEBUG
2663         void *next = *list;
2664         void *objp;
2665
2666         while (next) {
2667                 objp = next - obj_offset(cachep);
2668                 next = *(void **)next;
2669                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2670         }
2671 #endif
2672 }
2673
2674 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
2675                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
2676                                 void **list)
2677 {
2678         /* move slabp to correct slabp list: */
2679         list_del(&page->lru);
2680         if (page->active == cachep->num) {
2681                 list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
2682                 if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2683 #if DEBUG
2684                         /* Poisoning will be done without holding the lock */
2685                         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2686                                 void **objp = page->freelist;
2687
2688                                 *objp = *list;
2689                                 *list = objp;
2690                         }
2691 #endif
2692                         page->freelist = NULL;
2693                 }
2694         } else
2695                 list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
2696 }
2697
2698 /* Try to find non-pfmemalloc slab if needed */
2699 static noinline struct page *get_valid_first_slab(struct kmem_cache_node *n,
2700                                         struct page *page, bool pfmemalloc)
2701 {
2702         if (!page)
2703                 return NULL;
2704
2705         if (pfmemalloc)
2706                 return page;
2707
2708         if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2709                 return page;
2710
2711         /* No need to keep pfmemalloc slab if we have enough free objects */
2712         if (n->free_objects > n->free_limit) {
2713                 ClearPageSlabPfmemalloc(page);
2714                 return page;
2715         }
2716
2717         /* Move pfmemalloc slab to the end of list to speed up next search */
2718         list_del(&page->lru);
2719         if (!page->active)
2720                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_free);
2721         else
2722                 list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
2723
2724         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
2725                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2726                         return page;
2727         }
2728
2729         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
2730                 if (!PageSlabPfmemalloc(page))
2731                         return page;
2732         }
2733
2734         return NULL;
2735 }
2736
2737 static struct page *get_first_slab(struct kmem_cache_node *n, bool pfmemalloc)
2738 {
2739         struct page *page;
2740
2741         page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_partial,
2742                         struct page, lru);
2743         if (!page) {
2744                 n->free_touched = 1;
2745                 page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_free,
2746                                 struct page, lru);
2747         }
2748
2749         if (sk_memalloc_socks())
2750                 return get_valid_first_slab(n, page, pfmemalloc);
2751
2752         return page;
2753 }
2754
2755 static noinline void *cache_alloc_pfmemalloc(struct kmem_cache *cachep,
2756                                 struct kmem_cache_node *n, gfp_t flags)
2757 {
2758         struct page *page;
2759         void *obj;
2760         void *list = NULL;
2761
2762         if (!gfp_pfmemalloc_allowed(flags))
2763                 return NULL;
2764
2765         spin_lock(&n->list_lock);
2766         page = get_first_slab(n, true);
2767         if (!page) {
2768                 spin_unlock(&n->list_lock);
2769                 return NULL;
2770         }
2771
2772         obj = slab_get_obj(cachep, page);
2773         n->free_objects--;
2774
2775         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2776
2777         spin_unlock(&n->list_lock);
2778         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2779
2780         return obj;
2781 }
2782
2783 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2784 {
2785         int batchcount;
2786         struct kmem_cache_node *n;
2787         struct array_cache *ac;
2788         int node;
2789         void *list = NULL;
2790
2791         check_irq_off();
2792         node = numa_mem_id();
2793
2794 retry:
2795         ac = cpu_cache_get(cachep);
2796         batchcount = ac->batchcount;
2797         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2798                 /*
2799                  * If there was little recent activity on this cache, then
2800                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2801                  * refill bouncing.
2802                  */
2803                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2804         }
2805         n = get_node(cachep, node);
2806
2807         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2808         spin_lock(&n->list_lock);
2809
2810         /* See if we can refill from the shared array */
2811         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2812                 n->shared->touched = 1;
2813                 goto alloc_done;
2814         }
2815
2816         while (batchcount > 0) {
2817                 struct page *page;
2818                 /* Get slab alloc is to come from. */
2819                 page = get_first_slab(n, false);
2820                 if (!page)
2821                         goto must_grow;
2822
2823                 check_spinlock_acquired(cachep);
2824
2825                 /*
2826                  * The slab was either on partial or free list so
2827                  * there must be at least one object available for
2828                  * allocation.
2829                  */
2830                 BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2831
2832                 while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2833                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2834                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2835                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2836
2837                         ac->entry[ac->avail++] = slab_get_obj(cachep, page);
2838                 }
2839
2840                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2841         }
2842
2843 must_grow:
2844         n->free_objects -= ac->avail;
2845 alloc_done:
2846         spin_unlock(&n->list_lock);
2847         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2848
2849         if (unlikely(!ac->avail)) {
2850                 int x;
2851
2852                 /* Check if we can use obj in pfmemalloc slab */
2853                 if (sk_memalloc_socks()) {
2854                         void *obj = cache_alloc_pfmemalloc(cachep, n, flags);
2855
2856                         if (obj)
2857                                 return obj;
2858                 }
2859
2860                 x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), node, NULL);
2861
2862                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2863                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2864                 node = numa_mem_id();
2865
2866                 /* no objects in sight? abort */
2867                 if (!x && ac->avail == 0)
2868                         return NULL;
2869
2870                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2871                         goto retry;
2872         }
2873         ac->touched = 1;
2874
2875         return ac->entry[--ac->avail];
2876 }
2877
2878 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2879                                                 gfp_t flags)
2880 {
2881         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
2882 #if DEBUG
2883         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2884 #endif
2885 }
2886
2887 #if DEBUG
2888 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2889                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
2890 {
2891         if (!objp)
2892                 return objp;
2893         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2894                 check_poison_obj(cachep, objp);
2895                 slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
2896                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2897         }
2898         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2899                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2900
2901         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2902                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2903                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2904                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2905                                                 " object was overwritten");
2906                         printk(KERN_ERR
2907                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2908                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2909                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2910                 }
2911                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2912                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2913         }
2914
2915         objp += obj_offset(cachep);
2916         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
2917                 cachep->ctor(objp);
2918         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
2919             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
2920                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
2921                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
2922         }
2923         return objp;
2924 }
2925 #else
2926 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2927 #endif
2928
2929 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2930 {
2931         void *objp;
2932         struct array_cache *ac;
2933
2934         check_irq_off();
2935
2936         ac = cpu_cache_get(cachep);
2937         if (likely(ac->avail)) {
2938                 ac->touched = 1;
2939                 objp = ac->entry[--ac->avail];
2940
2941                 STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
2942                 goto out;
2943         }
2944
2945         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
2946         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags);
2947         /*
2948          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
2949          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
2950          */
2951         ac = cpu_cache_get(cachep);
2952
2953 out:
2954         /*
2955          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
2956          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
2957          * treat the array pointers as a reference to the object.
2958          */
2959         if (objp)
2960                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
2961         return objp;
2962 }
2963
2964 #ifdef CONFIG_NUMA
2965 /*
2966  * Try allocating on another node if PFA_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
2967  *
2968  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
2969  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
2970  */
2971 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2972 {
2973         int nid_alloc, nid_here;
2974
2975         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
2976                 return NULL;
2977         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
2978         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
2979                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
2980         else if (current->mempolicy)
2981                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
2982         if (nid_alloc != nid_here)
2983                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
2984         return NULL;
2985 }
2986
2987 /*
2988  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
2989  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
2990  * available node for available objects. If that fails then we
2991  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
2992  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
2993  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
2994  */
2995 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
2996 {
2997         struct zonelist *zonelist;
2998         gfp_t local_flags;
2999         struct zoneref *z;
3000         struct zone *zone;
3001         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3002         void *obj = NULL;
3003         int nid;
3004         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3005
3006         if (flags & __GFP_THISNODE)
3007                 return NULL;
3008
3009         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3010
3011 retry_cpuset:
3012         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3013         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3014
3015 retry:
3016         /*
3017          * Look through allowed nodes for objects available
3018          * from existing per node queues.
3019          */
3020         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3021                 nid = zone_to_nid(zone);
3022
3023                 if (cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
3024                         get_node(cache, nid) &&
3025                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3026                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3027                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3028                                 if (obj)
3029                                         break;
3030                 }
3031         }
3032
3033         if (!obj) {
3034                 /*
3035                  * This allocation will be performed within the constraints
3036                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3037                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3038                  * set and go into memory reserves if necessary.
3039                  */
3040                 struct page *page;
3041
3042                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3043                         local_irq_enable();
3044                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3045                 page = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3046                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3047                         local_irq_disable();
3048                 if (page) {
3049                         /*
3050                          * Insert into the appropriate per node queues
3051                          */
3052                         nid = page_to_nid(page);
3053                         if (cache_grow(cache, flags, nid, page)) {
3054                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3055                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3056                                 if (!obj)
3057                                         /*
3058                                          * Another processor may allocate the
3059                                          * objects in the slab since we are
3060                                          * not holding any locks.
3061                                          */
3062                                         goto retry;
3063                         } else {
3064                                 /* cache_grow already freed obj */
3065                                 obj = NULL;
3066                         }
3067                 }
3068         }
3069
3070         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3071                 goto retry_cpuset;
3072         return obj;
3073 }
3074
3075 /*
3076  * A interface to enable slab creation on nodeid
3077  */
3078 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3079                                 int nodeid)
3080 {
3081         struct page *page;
3082         struct kmem_cache_node *n;
3083         void *obj;
3084         void *list = NULL;
3085         int x;
3086
3087         VM_BUG_ON(nodeid < 0 || nodeid >= MAX_NUMNODES);
3088         n = get_node(cachep, nodeid);
3089         BUG_ON(!n);
3090
3091 retry:
3092         check_irq_off();
3093         spin_lock(&n->list_lock);
3094         page = get_first_slab(n, false);
3095         if (!page)
3096                 goto must_grow;
3097
3098         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3099
3100         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3101         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3102         STATS_SET_HIGH(cachep);
3103
3104         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3105
3106         obj = slab_get_obj(cachep, page);
3107         n->free_objects--;
3108
3109         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
3110
3111         spin_unlock(&n->list_lock);
3112         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
3113         goto done;
3114
3115 must_grow:
3116         spin_unlock(&n->list_lock);
3117         x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), nodeid, NULL);
3118         if (x)
3119                 goto retry;
3120
3121         return fallback_alloc(cachep, flags);
3122
3123 done:
3124         return obj;
3125 }
3126
3127 static __always_inline void *
3128 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3129                    unsigned long caller)
3130 {
3131         unsigned long save_flags;
3132         void *ptr;
3133         int slab_node = numa_mem_id();
3134
3135         flags &= gfp_allowed_mask;
3136         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3137         if (unlikely(!cachep))
3138                 return NULL;
3139
3140         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3141         local_irq_save(save_flags);
3142
3143         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3144                 nodeid = slab_node;
3145
3146         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3147                 /* Node not bootstrapped yet */
3148                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3149                 goto out;
3150         }
3151
3152         if (nodeid == slab_node) {
3153                 /*
3154                  * Use the locally cached objects if possible.
3155                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3156                  * to other nodes. It may fail while we still have
3157                  * objects on other nodes available.
3158                  */
3159                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3160                 if (ptr)
3161                         goto out;
3162         }
3163         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3164         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3165   out:
3166         local_irq_restore(save_flags);
3167         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3168
3169         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && ptr)
3170                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3171
3172         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &ptr);
3173         return ptr;
3174 }
3175
3176 static __always_inline void *
3177 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3178 {
3179         void *objp;
3180
3181         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3182                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3183                 if (objp)
3184                         goto out;
3185         }
3186         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3187
3188         /*
3189          * We may just have run out of memory on the local node.
3190          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3191          */
3192         if (!objp)
3193                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3194
3195   out:
3196         return objp;
3197 }
3198 #else
3199
3200 static __always_inline void *
3201 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3202 {
3203         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3204 }
3205
3206 #endif /* CONFIG_NUMA */
3207
3208 static __always_inline void *
3209 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3210 {
3211         unsigned long save_flags;
3212         void *objp;
3213
3214         flags &= gfp_allowed_mask;
3215         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3216         if (unlikely(!cachep))
3217                 return NULL;
3218
3219         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3220         local_irq_save(save_flags);
3221         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3222         local_irq_restore(save_flags);
3223         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3224         prefetchw(objp);
3225
3226         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && objp)
3227                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3228
3229         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &objp);
3230         return objp;
3231 }
3232
3233 /*
3234  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3235  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3236  */
3237 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3238                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3239 {
3240         int i;
3241         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3242
3243         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3244                 void *objp;
3245                 struct page *page;
3246
3247                 objp = objpp[i];
3248
3249                 page = virt_to_head_page(objp);
3250                 list_del(&page->lru);
3251                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3252                 slab_put_obj(cachep, page, objp);
3253                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3254                 n->free_objects++;
3255
3256                 /* fixup slab chains */
3257                 if (page->active == 0) {
3258                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3259                                 n->free_objects -= cachep->num;
3260                                 list_add_tail(&page->lru, list);
3261                         } else {
3262                                 list_add(&page->lru, &n->slabs_free);
3263                         }
3264                 } else {
3265                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3266                          * partial list on free - maximum time for the
3267                          * other objects to be freed, too.
3268                          */
3269                         list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
3270                 }
3271         }
3272 }
3273
3274 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3275 {
3276         int batchcount;
3277         struct kmem_cache_node *n;
3278         int node = numa_mem_id();
3279         LIST_HEAD(list);
3280
3281         batchcount = ac->batchcount;
3282
3283         check_irq_off();
3284         n = get_node(cachep, node);
3285         spin_lock(&n->list_lock);
3286         if (n->shared) {
3287                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3288                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3289                 if (max) {
3290                         if (batchcount > max)
3291                                 batchcount = max;
3292                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3293                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3294                         shared_array->avail += batchcount;
3295                         goto free_done;
3296                 }
3297         }
3298
3299         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3300 free_done:
3301 #if STATS
3302         {
3303                 int i = 0;
3304                 struct page *page;
3305
3306                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
3307                         BUG_ON(page->active);
3308
3309                         i++;
3310                 }
3311                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3312         }
3313 #endif
3314         spin_unlock(&n->list_lock);
3315         slabs_destroy(cachep, &list);
3316         ac->avail -= batchcount;
3317         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3318 }
3319
3320 /*
3321  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3322  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3323  */
3324 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3325                                 unsigned long caller)
3326 {
3327         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3328
3329         check_irq_off();
3330         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3331         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3332
3333         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3334
3335         /*
3336          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3337          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3338          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3339          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3340          * the cache.
3341          */
3342         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3343                 return;
3344
3345         if (ac->avail < ac->limit) {
3346                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3347         } else {
3348                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3349                 cache_flusharray(cachep, ac);
3350         }
3351
3352         if (sk_memalloc_socks()) {
3353                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
3354
3355                 if (unlikely(PageSlabPfmemalloc(page))) {
3356                         cache_free_pfmemalloc(cachep, page, objp);
3357                         return;
3358                 }
3359         }
3360
3361         ac->entry[ac->avail++] = objp;
3362 }
3363
3364 /**
3365  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3366  * @cachep: The cache to allocate from.
3367  * @flags: See kmalloc().
3368  *
3369  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3370  * if the cache has no available objects.
3371  */
3372 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3373 {
3374         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3375
3376         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3377                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3378
3379         return ret;
3380 }
3381 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3382
3383 static __always_inline void
3384 cache_alloc_debugcheck_after_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3385                                   size_t size, void **p, unsigned long caller)
3386 {
3387         size_t i;
3388
3389         for (i = 0; i < size; i++)
3390                 p[i] = cache_alloc_debugcheck_after(s, flags, p[i], caller);
3391 }
3392
3393 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3394                           void **p)
3395 {
3396         size_t i;
3397
3398         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3399         if (!s)
3400                 return 0;
3401
3402         cache_alloc_debugcheck_before(s, flags);
3403
3404         local_irq_disable();
3405         for (i = 0; i < size; i++) {
3406                 void *objp = __do_cache_alloc(s, flags);
3407
3408                 if (unlikely(!objp))
3409                         goto error;
3410                 p[i] = objp;
3411         }
3412         local_irq_enable();
3413
3414         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, size, p, _RET_IP_);
3415
3416         /* Clear memory outside IRQ disabled section */
3417         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3418                 for (i = 0; i < size; i++)
3419                         memset(p[i], 0, s->object_size);
3420
3421         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3422         /* FIXME: Trace call missing. Christoph would like a bulk variant */
3423         return size;
3424 error:
3425         local_irq_enable();
3426         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, i, p, _RET_IP_);
3427         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3428         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3429         return 0;
3430 }
3431 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3432
3433 #ifdef CONFIG_TRACING
3434 void *
3435 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3436 {
3437         void *ret;
3438
3439         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3440
3441         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3442                       size, cachep->size, flags);
3443         return ret;
3444 }
3445 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3446 #endif
3447
3448 #ifdef CONFIG_NUMA
3449 /**
3450  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3451  * @cachep: The cache to allocate from.
3452  * @flags: See kmalloc().
3453  * @nodeid: node number of the target node.
3454  *
3455  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3456  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3457  *
3458  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3459  */
3460 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3461 {
3462         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3463
3464         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3465                                     cachep->object_size, cachep->size,
3466                                     flags, nodeid);
3467
3468         return ret;
3469 }
3470 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3471
3472 #ifdef CONFIG_TRACING
3473 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3474                                   gfp_t flags,
3475                                   int nodeid,
3476                                   size_t size)
3477 {
3478         void *ret;
3479
3480         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3481
3482         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3483                            size, cachep->size,
3484                            flags, nodeid);
3485         return ret;
3486 }
3487 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3488 #endif
3489
3490 static __always_inline void *
3491 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3492 {
3493         struct kmem_cache *cachep;
3494
3495         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3496         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3497                 return cachep;
3498         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3499 }
3500
3501 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3502 {
3503         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3504 }
3505 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3506
3507 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3508                 int node, unsigned long caller)
3509 {
3510         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3511 }
3512 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3513 #endif /* CONFIG_NUMA */
3514
3515 /**
3516  * __do_kmalloc - allocate memory
3517  * @size: how many bytes of memory are required.
3518  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3519  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3520  */
3521 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3522                                           unsigned long caller)
3523 {
3524         struct kmem_cache *cachep;
3525         void *ret;
3526
3527         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3528         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3529                 return cachep;
3530         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3531
3532         trace_kmalloc(caller, ret,
3533                       size, cachep->size, flags);
3534
3535         return ret;
3536 }
3537
3538 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3539 {
3540         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3541 }
3542 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3543
3544 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3545 {
3546         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3547 }
3548 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3549
3550 /**
3551  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3552  * @cachep: The cache the allocation was from.
3553  * @objp: The previously allocated object.
3554  *
3555  * Free an object which was previously allocated from this
3556  * cache.
3557  */
3558 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3559 {
3560         unsigned long flags;
3561         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3562         if (!cachep)
3563                 return;
3564
3565         local_irq_save(flags);
3566         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3567         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3568                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3569         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3570         local_irq_restore(flags);
3571
3572         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3573 }
3574 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3575
3576 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
3577 {
3578         struct kmem_cache *s;
3579         size_t i;
3580
3581         local_irq_disable();
3582         for (i = 0; i < size; i++) {
3583                 void *objp = p[i];
3584
3585                 if (!orig_s) /* called via kfree_bulk */
3586                         s = virt_to_cache(objp);
3587                 else
3588                         s = cache_from_obj(orig_s, objp);
3589
3590                 debug_check_no_locks_freed(objp, s->object_size);
3591                 if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3592                         debug_check_no_obj_freed(objp, s->object_size);
3593
3594                 __cache_free(s, objp, _RET_IP_);
3595         }
3596         local_irq_enable();
3597
3598         /* FIXME: add tracing */
3599 }
3600 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3601
3602 /**
3603  * kfree - free previously allocated memory
3604  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3605  *
3606  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3607  *
3608  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3609  * or you will run into trouble.
3610  */
3611 void kfree(const void *objp)
3612 {
3613         struct kmem_cache *c;
3614         unsigned long flags;
3615
3616         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3617
3618         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3619                 return;
3620         local_irq_save(flags);
3621         kfree_debugcheck(objp);
3622         c = virt_to_cache(objp);
3623         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3624
3625         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3626         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3627         local_irq_restore(flags);
3628 }
3629 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3630
3631 /*
3632  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3633  */
3634 static int alloc_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3635 {
3636         int node;
3637         struct kmem_cache_node *n;
3638         struct array_cache *new_shared;
3639         struct alien_cache **new_alien = NULL;
3640
3641         for_each_online_node(node) {
3642
3643                 if (use_alien_caches) {
3644                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3645                         if (!new_alien)
3646                                 goto fail;
3647                 }
3648
3649                 new_shared = NULL;
3650                 if (cachep->shared) {
3651                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3652                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3653                                         0xbaadf00d, gfp);
3654                         if (!new_shared) {
3655                                 free_alien_cache(new_alien);
3656                                 goto fail;
3657                         }
3658                 }
3659
3660                 n = get_node(cachep, node);
3661                 if (n) {
3662                         struct array_cache *shared = n->shared;
3663                         LIST_HEAD(list);
3664
3665                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3666
3667                         if (shared)
3668                                 free_block(cachep, shared->entry,
3669                                                 shared->avail, node, &list);
3670
3671                         n->shared = new_shared;
3672                         if (!n->alien) {
3673                                 n->alien = new_alien;
3674                                 new_alien = NULL;
3675                         }
3676                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3677                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3678                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3679                         slabs_destroy(cachep, &list);
3680                         kfree(shared);
3681                         free_alien_cache(new_alien);
3682                         continue;
3683                 }
3684                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3685                 if (!n) {
3686                         free_alien_cache(new_alien);
3687                         kfree(new_shared);
3688                         goto fail;
3689                 }
3690
3691                 kmem_cache_node_init(n);
3692                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
3693                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
3694                 n->shared = new_shared;
3695                 n->alien = new_alien;
3696                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3697                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3698                 cachep->node[node] = n;
3699         }
3700         return 0;
3701
3702 fail:
3703         if (!cachep->list.next) {
3704                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3705                 node--;
3706                 while (node >= 0) {
3707                         n = get_node(cachep, node);
3708                         if (n) {
3709                                 kfree(n->shared);
3710                                 free_alien_cache(n->alien);
3711                                 kfree(n);
3712                                 cachep->node[node] = NULL;
3713                         }
3714                         node--;
3715                 }
3716         }
3717         return -ENOMEM;
3718 }
3719
3720 /* Always called with the slab_mutex held */
3721 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3722                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3723 {
3724         struct array_cache __percpu *cpu_cache, *prev;
3725         int cpu;
3726
3727         cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, limit, batchcount);
3728         if (!cpu_cache)
3729                 return -ENOMEM;
3730
3731         prev = cachep->cpu_cache;
3732         cachep->cpu_cache = cpu_cache;
3733         kick_all_cpus_sync();
3734
3735         check_irq_on();
3736         cachep->batchcount = batchcount;
3737         cachep->limit = limit;
3738         cachep->shared = shared;
3739
3740         if (!prev)
3741                 goto alloc_node;
3742
3743         for_each_online_cpu(cpu) {
3744                 LIST_HEAD(list);
3745                 int node;
3746                 struct kmem_cache_node *n;
3747                 struct array_cache *ac = per_cpu_ptr(prev, cpu);
3748
3749                 node = cpu_to_mem(cpu);
3750                 n = get_node(cachep, node);
3751                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3752                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
3753                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3754                 slabs_destroy(cachep, &list);
3755         }
3756         free_percpu(prev);
3757
3758 alloc_node:
3759         return alloc_kmem_cache_node(cachep, gfp);
3760 }
3761
3762 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3763                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3764 {
3765         int ret;
3766         struct kmem_cache *c;
3767
3768         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3769
3770         if (slab_state < FULL)
3771                 return ret;
3772
3773         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3774                 return ret;
3775
3776         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3777         for_each_memcg_cache(c, cachep) {
3778                 /* return value determined by the root cache only */
3779                 __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3780         }
3781
3782         return ret;
3783 }
3784
3785 /* Called with slab_mutex held always */
3786 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3787 {
3788         int err;
3789         int limit = 0;
3790         int shared = 0;
3791         int batchcount = 0;
3792
3793         if (!is_root_cache(cachep)) {
3794                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3795                 limit = root->limit;
3796                 shared = root->shared;
3797                 batchcount = root->batchcount;
3798         }
3799
3800         if (limit && shared && batchcount)
3801                 goto skip_setup;
3802         /*
3803          * The head array serves three purposes:
3804          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3805          * - reduce the number of spinlock operations.
3806          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3807          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3808          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3809          * Bonwick.
3810          */
3811         if (cachep->size > 131072)
3812                 limit = 1;
3813         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3814                 limit = 8;
3815         else if (cachep->size > 1024)
3816                 limit = 24;
3817         else if (cachep->size > 256)
3818                 limit = 54;
3819         else
3820                 limit = 120;
3821
3822         /*
3823          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3824          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3825          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3826          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3827          * replaces Bonwick's magazine layer.
3828          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3829          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3830          */
3831         shared = 0;
3832         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3833                 shared = 8;
3834
3835 #if DEBUG
3836         /*
3837          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3838          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3839          */
3840         if (limit > 32)
3841                 limit = 32;
3842 #endif
3843         batchcount = (limit + 1) / 2;
3844 skip_setup:
3845         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3846         if (err)
3847                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3848                        cachep->name, -err);
3849         return err;
3850 }
3851
3852 /*
3853  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3854  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3855  * if drain_array() is used on the shared array.
3856  */
3857 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3858                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3859 {
3860         LIST_HEAD(list);
3861         int tofree;
3862
3863         if (!ac || !ac->avail)
3864                 return;
3865         if (ac->touched && !force) {
3866                 ac->touched = 0;
3867         } else {
3868                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3869                 if (ac->avail) {
3870                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3871                         if (tofree > ac->avail)
3872                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3873                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, &list);
3874                         ac->avail -= tofree;
3875                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3876                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3877                 }
3878                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3879                 slabs_destroy(cachep, &list);
3880         }
3881 }
3882
3883 /**
3884  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3885  * @w: work descriptor
3886  *
3887  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3888  * Purpose:
3889  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3890  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3891  *
3892  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3893  * again on the next iteration.
3894  */
3895 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3896 {
3897         struct kmem_cache *searchp;
3898         struct kmem_cache_node *n;
3899         int node = numa_mem_id();
3900         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3901
3902         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3903                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3904                 goto out;
3905
3906         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3907                 check_irq_on();
3908
3909                 /*
3910                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
3911                  * have established with reasonable certainty that
3912                  * we can do some work if the lock was obtained.
3913                  */
3914                 n = get_node(searchp, node);
3915
3916                 reap_alien(searchp, n);
3917
3918                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3919
3920                 /*
3921                  * These are racy checks but it does not matter
3922                  * if we skip one check or scan twice.
3923                  */
3924                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
3925                         goto next;
3926
3927                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
3928
3929                 drain_array(searchp, n, n->shared, 0, node);
3930
3931                 if (n->free_touched)
3932                         n->free_touched = 0;
3933                 else {
3934                         int freed;
3935
3936                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
3937                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3938                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3939                 }
3940 next:
3941                 cond_resched();
3942         }
3943         check_irq_on();
3944         mutex_unlock(&slab_mutex);
3945         next_reap_node();
3946 out:
3947         /* Set up the next iteration */
3948         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
3949 }
3950
3951 #ifdef CONFIG_SLABINFO
3952 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
3953 {
3954         struct page *page;
3955         unsigned long active_objs;
3956         unsigned long num_objs;
3957         unsigned long active_slabs = 0;
3958         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
3959         const char *name;
3960         char *error = NULL;
3961         int node;
3962         struct kmem_cache_node *n;
3963
3964         active_objs = 0;
3965         num_slabs = 0;
3966         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
3967
3968                 check_irq_on();
3969                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3970
3971                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
3972                         if (page->active != cachep->num && !error)
3973                                 error = "slabs_full accounting error";
3974                         active_objs += cachep->num;
3975                         active_slabs++;
3976                 }
3977                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
3978                         if (page->active == cachep->num && !error)
3979                                 error = "slabs_partial accounting error";
3980                         if (!page->active && !error)
3981                                 error = "slabs_partial accounting error";
3982                         active_objs += page->active;
3983                         active_slabs++;
3984                 }
3985                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
3986                         if (page->active && !error)
3987                                 error = "slabs_free accounting error";
3988                         num_slabs++;
3989                 }
3990                 free_objects += n->free_objects;
3991                 if (n->shared)
3992                         shared_avail += n->shared->avail;
3993
3994                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3995         }
3996         num_slabs += active_slabs;
3997         num_objs = num_slabs * cachep->num;
3998         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
3999                 error = "free_objects accounting error";
4000
4001         name = cachep->name;
4002         if (error)
4003                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4004
4005         sinfo->active_objs = active_objs;
4006         sinfo->num_objs = num_objs;
4007         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4008         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4009         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4010         sinfo->limit = cachep->limit;
4011         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4012         sinfo->shared = cachep->shared;
4013         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4014         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4015 }
4016
4017 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4018 {
4019 #if STATS
4020         {                       /* node stats */
4021                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4022                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4023                 unsigned long grown = cachep->grown;
4024                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4025                 unsigned long errors = cachep->errors;
4026                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4027                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4028                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4029                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4030
4031                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4032                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4033                            allocs, high, grown,
4034                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4035                            node_frees, overflows);
4036         }
4037         /* cpu stats */
4038         {
4039                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4040                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4041                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4042                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4043
4044                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4045                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4046         }
4047 #endif
4048 }
4049
4050 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4051 /**
4052  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4053  * @file: unused
4054  * @buffer: user buffer
4055  * @count: data length
4056  * @ppos: unused
4057  */
4058 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4059                        size_t count, loff_t *ppos)
4060 {
4061         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4062         int limit, batchcount, shared, res;
4063         struct kmem_cache *cachep;
4064
4065         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4066                 return -EINVAL;
4067         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4068                 return -EFAULT;
4069         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4070
4071         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4072         if (!tmp)
4073                 return -EINVAL;
4074         *tmp = '\0';
4075         tmp++;
4076         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4077                 return -EINVAL;
4078
4079         /* Find the cache in the chain of caches. */
4080         mutex_lock(&slab_mutex);
4081         res = -EINVAL;
4082         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4083                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4084                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4085                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4086                                 res = 0;
4087                         } else {
4088                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4089                                                        batchcount, shared,
4090                                                        GFP_KERNEL);
4091                         }
4092                         break;
4093                 }
4094         }
4095         mutex_unlock(&slab_mutex);
4096         if (res >= 0)
4097                 res = count;
4098         return res;
4099 }
4100
4101 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4102
4103 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4104 {
4105         unsigned long *p;
4106         int l;
4107         if (!v)
4108                 return 1;
4109         l = n[1];
4110         p = n + 2;
4111         while (l) {
4112                 int i = l/2;
4113                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4114                 if (*q == v) {
4115                         q[1]++;
4116                         return 1;
4117                 }
4118                 if (*q > v) {
4119                         l = i;
4120                 } else {
4121                         p = q + 2;
4122                         l -= i + 1;
4123                 }
4124         }
4125         if (++n[1] == n[0])
4126                 return 0;
4127         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4128         p[0] = v;
4129         p[1] = 1;
4130         return 1;
4131 }
4132
4133 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c,
4134                                                 struct page *page)
4135 {
4136         void *p;
4137         int i, j;
4138         unsigned long v;
4139
4140         if (n[0] == n[1])
4141                 return;
4142         for (i = 0, p = page->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4143                 bool active = true;
4144
4145                 for (j = page->active; j < c->num; j++) {
4146                         if (get_free_obj(page, j) == i) {
4147                                 active = false;
4148                                 break;
4149                         }
4150                 }
4151
4152                 if (!active)
4153                         continue;
4154
4155                 /*
4156                  * probe_kernel_read() is used for DEBUG_PAGEALLOC. page table
4157                  * mapping is established when actual object allocation and
4158                  * we could mistakenly access the unmapped object in the cpu
4159                  * cache.
4160                  */
4161                 if (probe_kernel_read(&v, dbg_userword(c, p), sizeof(v)))
4162                         continue;
4163
4164                 if (!add_caller(n, v))
4165                         return;
4166         }
4167 }
4168
4169 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4170 {
4171 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4172         unsigned long offset, size;
4173         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4174
4175         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4176                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4177                 if (modname[0])
4178                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4179                 return;
4180         }
4181 #endif
4182         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4183 }
4184
4185 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4186 {
4187         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4188         struct page *page;
4189         struct kmem_cache_node *n;
4190         const char *name;
4191         unsigned long *x = m->private;
4192         int node;
4193         int i;
4194
4195         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4196                 return 0;
4197         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4198                 return 0;
4199
4200         /*
4201          * Set store_user_clean and start to grab stored user information
4202          * for all objects on this cache. If some alloc/free requests comes
4203          * during the processing, information would be wrong so restart
4204          * whole processing.
4205          */
4206         do {
4207                 set_store_user_clean(cachep);
4208                 drain_cpu_caches(cachep);
4209
4210                 x[1] = 0;
4211
4212                 for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4213
4214                         check_irq_on();
4215                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4216
4217                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
4218                                 handle_slab(x, cachep, page);
4219                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
4220                                 handle_slab(x, cachep, page);
4221                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4222                 }
4223         } while (!is_store_user_clean(cachep));
4224
4225         name = cachep->name;
4226         if (x[0] == x[1]) {
4227                 /* Increase the buffer size */
4228                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4229                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4230                 if (!m->private) {
4231                         /* Too bad, we are really out */
4232                         m->private = x;
4233                         mutex_lock(&slab_mutex);
4234                         return -ENOMEM;
4235                 }
4236                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4237                 kfree(x);
4238                 mutex_lock(&slab_mutex);
4239                 /* Now make sure this entry will be retried */
4240                 m->count = m->size;
4241                 return 0;
4242         }
4243         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4244                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4245                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4246                 seq_putc(m, '\n');
4247         }
4248
4249         return 0;
4250 }
4251
4252 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4253         .start = slab_start,
4254         .next = slab_next,
4255         .stop = slab_stop,
4256         .show = leaks_show,
4257 };
4258
4259 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4260 {
4261         unsigned long *n;
4262
4263         n = __seq_open_private(file, &slabstats_op, PAGE_SIZE);
4264         if (!n)
4265                 return -ENOMEM;
4266
4267         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4268
4269         return 0;
4270 }
4271
4272 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4273         .open           = slabstats_open,
4274         .read           = seq_read,
4275         .llseek         = seq_lseek,
4276         .release        = seq_release_private,
4277 };
4278 #endif
4279
4280 static int __init slab_proc_init(void)
4281 {
4282 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4283         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4284 #endif
4285         return 0;
4286 }
4287 module_init(slab_proc_init);
4288 #endif
4289
4290 /**
4291  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4292  * @objp: Pointer to the object
4293  *
4294  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4295  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4296  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4297  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4298  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4299  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4300  * must not be freed during the duration of the call.
4301  */
4302 size_t ksize(const void *objp)
4303 {
4304         BUG_ON(!objp);
4305         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4306                 return 0;
4307
4308         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4309 }
4310 EXPORT_SYMBOL(ksize);