mm/slab: avoid returning values by reference
[linux-2.6-block.git] / mm / slab.c
1 /*
2  * linux/mm/slab.c
3  * Written by Mark Hemment, 1996/97.
4  * (markhe@nextd.demon.co.uk)
5  *
6  * kmem_cache_destroy() + some cleanup - 1999 Andrea Arcangeli
7  *
8  * Major cleanup, different bufctl logic, per-cpu arrays
9  *      (c) 2000 Manfred Spraul
10  *
11  * Cleanup, make the head arrays unconditional, preparation for NUMA
12  *      (c) 2002 Manfred Spraul
13  *
14  * An implementation of the Slab Allocator as described in outline in;
15  *      UNIX Internals: The New Frontiers by Uresh Vahalia
16  *      Pub: Prentice Hall      ISBN 0-13-101908-2
17  * or with a little more detail in;
18  *      The Slab Allocator: An Object-Caching Kernel Memory Allocator
19  *      Jeff Bonwick (Sun Microsystems).
20  *      Presented at: USENIX Summer 1994 Technical Conference
21  *
22  * The memory is organized in caches, one cache for each object type.
23  * (e.g. inode_cache, dentry_cache, buffer_head, vm_area_struct)
24  * Each cache consists out of many slabs (they are small (usually one
25  * page long) and always contiguous), and each slab contains multiple
26  * initialized objects.
27  *
28  * This means, that your constructor is used only for newly allocated
29  * slabs and you must pass objects with the same initializations to
30  * kmem_cache_free.
31  *
32  * Each cache can only support one memory type (GFP_DMA, GFP_HIGHMEM,
33  * normal). If you need a special memory type, then must create a new
34  * cache for that memory type.
35  *
36  * In order to reduce fragmentation, the slabs are sorted in 3 groups:
37  *   full slabs with 0 free objects
38  *   partial slabs
39  *   empty slabs with no allocated objects
40  *
41  * If partial slabs exist, then new allocations come from these slabs,
42  * otherwise from empty slabs or new slabs are allocated.
43  *
44  * kmem_cache_destroy() CAN CRASH if you try to allocate from the cache
45  * during kmem_cache_destroy(). The caller must prevent concurrent allocs.
46  *
47  * Each cache has a short per-cpu head array, most allocs
48  * and frees go into that array, and if that array overflows, then 1/2
49  * of the entries in the array are given back into the global cache.
50  * The head array is strictly LIFO and should improve the cache hit rates.
51  * On SMP, it additionally reduces the spinlock operations.
52  *
53  * The c_cpuarray may not be read with enabled local interrupts -
54  * it's changed with a smp_call_function().
55  *
56  * SMP synchronization:
57  *  constructors and destructors are called without any locking.
58  *  Several members in struct kmem_cache and struct slab never change, they
59  *      are accessed without any locking.
60  *  The per-cpu arrays are never accessed from the wrong cpu, no locking,
61  *      and local interrupts are disabled so slab code is preempt-safe.
62  *  The non-constant members are protected with a per-cache irq spinlock.
63  *
64  * Many thanks to Mark Hemment, who wrote another per-cpu slab patch
65  * in 2000 - many ideas in the current implementation are derived from
66  * his patch.
67  *
68  * Further notes from the original documentation:
69  *
70  * 11 April '97.  Started multi-threading - markhe
71  *      The global cache-chain is protected by the mutex 'slab_mutex'.
72  *      The sem is only needed when accessing/extending the cache-chain, which
73  *      can never happen inside an interrupt (kmem_cache_create(),
74  *      kmem_cache_shrink() and kmem_cache_reap()).
75  *
76  *      At present, each engine can be growing a cache.  This should be blocked.
77  *
78  * 15 March 2005. NUMA slab allocator.
79  *      Shai Fultheim <shai@scalex86.org>.
80  *      Shobhit Dayal <shobhit@calsoftinc.com>
81  *      Alok N Kataria <alokk@calsoftinc.com>
82  *      Christoph Lameter <christoph@lameter.com>
83  *
84  *      Modified the slab allocator to be node aware on NUMA systems.
85  *      Each node has its own list of partial, free and full slabs.
86  *      All object allocations for a node occur from node specific slab lists.
87  */
88
89 #include        <linux/slab.h>
90 #include        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/uaccess.h>
108 #include        <linux/nodemask.h>
109 #include        <linux/kmemleak.h>
110 #include        <linux/mempolicy.h>
111 #include        <linux/mutex.h>
112 #include        <linux/fault-inject.h>
113 #include        <linux/rtmutex.h>
114 #include        <linux/reciprocal_div.h>
115 #include        <linux/debugobjects.h>
116 #include        <linux/kmemcheck.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118 #include        <linux/prefetch.h>
119
120 #include        <net/sock.h>
121
122 #include        <asm/cacheflush.h>
123 #include        <asm/tlbflush.h>
124 #include        <asm/page.h>
125
126 #include <trace/events/kmem.h>
127
128 #include        "internal.h"
129
130 #include        "slab.h"
131
132 /*
133  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
134  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
135  *
136  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
137  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
138  *
139  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
140  */
141
142 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
143 #define DEBUG           1
144 #define STATS           1
145 #define FORCED_DEBUG    1
146 #else
147 #define DEBUG           0
148 #define STATS           0
149 #define FORCED_DEBUG    0
150 #endif
151
152 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
153 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
154 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
155
156 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
157 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
158 #endif
159
160 #define FREELIST_BYTE_INDEX (((PAGE_SIZE >> BITS_PER_BYTE) \
161                                 <= SLAB_OBJ_MIN_SIZE) ? 1 : 0)
162
163 #if FREELIST_BYTE_INDEX
164 typedef unsigned char freelist_idx_t;
165 #else
166 typedef unsigned short freelist_idx_t;
167 #endif
168
169 #define SLAB_OBJ_MAX_NUM ((1 << sizeof(freelist_idx_t) * BITS_PER_BYTE) - 1)
170
171 /*
172  * true if a page was allocated from pfmemalloc reserves for network-based
173  * swap
174  */
175 static bool pfmemalloc_active __read_mostly;
176
177 /*
178  * struct array_cache
179  *
180  * Purpose:
181  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
182  * - reduce the number of linked list operations
183  * - reduce spinlock operations
184  *
185  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
186  * footprint.
187  *
188  */
189 struct array_cache {
190         unsigned int avail;
191         unsigned int limit;
192         unsigned int batchcount;
193         unsigned int touched;
194         void *entry[];  /*
195                          * Must have this definition in here for the proper
196                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
197                          * the entries.
198                          *
199                          * Entries should not be directly dereferenced as
200                          * entries belonging to slabs marked pfmemalloc will
201                          * have the lower bits set SLAB_OBJ_PFMEMALLOC
202                          */
203 };
204
205 struct alien_cache {
206         spinlock_t lock;
207         struct array_cache ac;
208 };
209
210 #define SLAB_OBJ_PFMEMALLOC     1
211 static inline bool is_obj_pfmemalloc(void *objp)
212 {
213         return (unsigned long)objp & SLAB_OBJ_PFMEMALLOC;
214 }
215
216 static inline void set_obj_pfmemalloc(void **objp)
217 {
218         *objp = (void *)((unsigned long)*objp | SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
219         return;
220 }
221
222 static inline void clear_obj_pfmemalloc(void **objp)
223 {
224         *objp = (void *)((unsigned long)*objp & ~SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
225 }
226
227 /*
228  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
229  */
230 #define NUM_INIT_LISTS (2 * MAX_NUMNODES)
231 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
232 #define CACHE_CACHE 0
233 #define SIZE_NODE (MAX_NUMNODES)
234
235 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
236                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
237 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
238                         int node, struct list_head *list);
239 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list);
240 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
241 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
242
243 static int slab_early_init = 1;
244
245 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
246
247 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
248 {
249         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
250         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
251         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
252         parent->shared = NULL;
253         parent->alien = NULL;
254         parent->colour_next = 0;
255         spin_lock_init(&parent->list_lock);
256         parent->free_objects = 0;
257         parent->free_touched = 0;
258 }
259
260 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
261         do {                                                            \
262                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
263                 list_splice(&get_node(cachep, nodeid)->slab, listp);    \
264         } while (0)
265
266 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
267         do {                                                            \
268         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
269         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
270         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
271         } while (0)
272
273 #define CFLGS_OBJFREELIST_SLAB  (0x40000000UL)
274 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
275 #define OBJFREELIST_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OBJFREELIST_SLAB)
276 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
277
278 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
279 /*
280  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
281  * cpucache drain/refill cycles.
282  *
283  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
284  * which could lock up otherwise freeable slabs.
285  */
286 #define REAPTIMEOUT_AC          (2*HZ)
287 #define REAPTIMEOUT_NODE        (4*HZ)
288
289 #if STATS
290 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
291 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
292 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
293 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
294 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
295 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
296         do {                                                            \
297                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
298                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
299         } while (0)
300 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
301 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
302 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
303 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
304 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
305         do {                                                            \
306                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
307                         (x)->max_freeable = i;                          \
308         } while (0)
309 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
310 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
311 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
312 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
313 #else
314 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
315 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
316 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
317 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
318 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
319 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
320 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
321 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
322 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
323 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
324 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
325 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
326 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
327 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
328 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
329 #endif
330
331 #if DEBUG
332
333 /*
334  * memory layout of objects:
335  * 0            : objp
336  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
337  *              the end of an object is aligned with the end of the real
338  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
339  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
340  *              redzone word.
341  * cachep->obj_offset: The real object.
342  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
343  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
344  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
345  */
346 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
347 {
348         return cachep->obj_offset;
349 }
350
351 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
352 {
353         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
354         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
355                                       sizeof(unsigned long long));
356 }
357
358 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
359 {
360         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
361         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
362                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
363                                               sizeof(unsigned long long) -
364                                               REDZONE_ALIGN);
365         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
366                                        sizeof(unsigned long long));
367 }
368
369 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
370 {
371         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
372         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
373 }
374
375 #else
376
377 #define obj_offset(x)                   0
378 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
379 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
380 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
381
382 #endif
383
384 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
385
386 static inline bool is_store_user_clean(struct kmem_cache *cachep)
387 {
388         return atomic_read(&cachep->store_user_clean) == 1;
389 }
390
391 static inline void set_store_user_clean(struct kmem_cache *cachep)
392 {
393         atomic_set(&cachep->store_user_clean, 1);
394 }
395
396 static inline void set_store_user_dirty(struct kmem_cache *cachep)
397 {
398         if (is_store_user_clean(cachep))
399                 atomic_set(&cachep->store_user_clean, 0);
400 }
401
402 #else
403 static inline void set_store_user_dirty(struct kmem_cache *cachep) {}
404
405 #endif
406
407 /*
408  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
409  * overridden on the command line.
410  */
411 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
412 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
413 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
414 static bool slab_max_order_set __initdata;
415
416 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
417 {
418         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
419         return page->slab_cache;
420 }
421
422 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
423                                  unsigned int idx)
424 {
425         return page->s_mem + cache->size * idx;
426 }
427
428 /*
429  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
430  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
431  *   we can replace (offset / cache->size) by
432  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
433  */
434 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
435                                         const struct page *page, void *obj)
436 {
437         u32 offset = (obj - page->s_mem);
438         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
439 }
440
441 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
442 /* internal cache of cache description objs */
443 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
444         .batchcount = 1,
445         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
446         .shared = 1,
447         .size = sizeof(struct kmem_cache),
448         .name = "kmem_cache",
449 };
450
451 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
452
453 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
454
455 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
456 {
457         return this_cpu_ptr(cachep->cpu_cache);
458 }
459
460 /*
461  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
462  */
463 static unsigned int cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
464                 unsigned long flags, size_t *left_over)
465 {
466         unsigned int num;
467         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
468
469         /*
470          * The slab management structure can be either off the slab or
471          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
472          * slab is used for:
473          *
474          * - @buffer_size bytes for each object
475          * - One freelist_idx_t for each object
476          *
477          * We don't need to consider alignment of freelist because
478          * freelist will be at the end of slab page. The objects will be
479          * at the correct alignment.
480          *
481          * If the slab management structure is off the slab, then the
482          * alignment will already be calculated into the size. Because
483          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
484          * correct alignment when allocated.
485          */
486         if (flags & (CFLGS_OBJFREELIST_SLAB | CFLGS_OFF_SLAB)) {
487                 num = slab_size / buffer_size;
488                 *left_over = slab_size % buffer_size;
489         } else {
490                 num = slab_size / (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
491                 *left_over = slab_size %
492                         (buffer_size + sizeof(freelist_idx_t));
493         }
494
495         return num;
496 }
497
498 #if DEBUG
499 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
500
501 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
502                         char *msg)
503 {
504         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
505                function, cachep->name, msg);
506         dump_stack();
507         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
508 }
509 #endif
510
511 /*
512  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
513  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
514  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
515  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
516  * line
517   */
518
519 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
520 static int __init noaliencache_setup(char *s)
521 {
522         use_alien_caches = 0;
523         return 1;
524 }
525 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
526
527 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
528 {
529         get_option(&str, &slab_max_order);
530         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
531                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
532         slab_max_order_set = true;
533
534         return 1;
535 }
536 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
537
538 #ifdef CONFIG_NUMA
539 /*
540  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
541  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
542  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
543  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
544  */
545 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
546
547 static void init_reap_node(int cpu)
548 {
549         int node;
550
551         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
552         if (node == MAX_NUMNODES)
553                 node = first_node(node_online_map);
554
555         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
556 }
557
558 static void next_reap_node(void)
559 {
560         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
561
562         node = next_node(node, node_online_map);
563         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
564                 node = first_node(node_online_map);
565         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
566 }
567
568 #else
569 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
570 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
571 #endif
572
573 /*
574  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
575  * via the workqueue/eventd.
576  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
577  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
578  * lock.
579  */
580 static void start_cpu_timer(int cpu)
581 {
582         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
583
584         /*
585          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
586          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
587          * at that time.
588          */
589         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
590                 init_reap_node(cpu);
591                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
592                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
593                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
594         }
595 }
596
597 static void init_arraycache(struct array_cache *ac, int limit, int batch)
598 {
599         /*
600          * The array_cache structures contain pointers to free object.
601          * However, when such objects are allocated or transferred to another
602          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
603          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
604          * not scan such objects.
605          */
606         kmemleak_no_scan(ac);
607         if (ac) {
608                 ac->avail = 0;
609                 ac->limit = limit;
610                 ac->batchcount = batch;
611                 ac->touched = 0;
612         }
613 }
614
615 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
616                                             int batchcount, gfp_t gfp)
617 {
618         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
619         struct array_cache *ac = NULL;
620
621         ac = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
622         init_arraycache(ac, entries, batchcount);
623         return ac;
624 }
625
626 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct page *page)
627 {
628         return PageSlabPfmemalloc(page);
629 }
630
631 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
632 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
633                                                 struct array_cache *ac)
634 {
635         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, numa_mem_id());
636         struct page *page;
637         unsigned long flags;
638
639         if (!pfmemalloc_active)
640                 return;
641
642         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
643         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
644                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
645                         goto out;
646
647         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
648                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
649                         goto out;
650
651         list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
652                 if (is_slab_pfmemalloc(page))
653                         goto out;
654
655         pfmemalloc_active = false;
656 out:
657         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
658 }
659
660 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
661                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
662 {
663         int i;
664         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
665
666         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
667         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
668                 struct kmem_cache_node *n;
669
670                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
671                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
672                         return objp;
673                 }
674
675                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
676                 for (i = 0; i < ac->avail; i++) {
677                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
678                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
679                                 objp = ac->entry[i];
680                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
681                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
682                                 return objp;
683                         }
684                 }
685
686                 /*
687                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
688                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
689                  */
690                 n = get_node(cachep, numa_mem_id());
691                 if (!list_empty(&n->slabs_free) && force_refill) {
692                         struct page *page = virt_to_head_page(objp);
693                         ClearPageSlabPfmemalloc(page);
694                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
695                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
696                         return objp;
697                 }
698
699                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
700                 ac->avail++;
701                 objp = NULL;
702         }
703
704         return objp;
705 }
706
707 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
708                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
709 {
710         void *objp;
711
712         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
713                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
714         else
715                 objp = ac->entry[--ac->avail];
716
717         return objp;
718 }
719
720 static noinline void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
721                         struct array_cache *ac, void *objp)
722 {
723         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
724                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
725                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
726                 if (PageSlabPfmemalloc(page))
727                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
728         }
729
730         return objp;
731 }
732
733 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
734                                                                 void *objp)
735 {
736         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
737                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
738
739         ac->entry[ac->avail++] = objp;
740 }
741
742 /*
743  * Transfer objects in one arraycache to another.
744  * Locking must be handled by the caller.
745  *
746  * Return the number of entries transferred.
747  */
748 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
749                 struct array_cache *from, unsigned int max)
750 {
751         /* Figure out how many entries to transfer */
752         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
753
754         if (!nr)
755                 return 0;
756
757         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
758                         sizeof(void *) *nr);
759
760         from->avail -= nr;
761         to->avail += nr;
762         return nr;
763 }
764
765 #ifndef CONFIG_NUMA
766
767 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
768 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
769
770 static inline struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node,
771                                                 int limit, gfp_t gfp)
772 {
773         return (struct alien_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
774 }
775
776 static inline void free_alien_cache(struct alien_cache **ac_ptr)
777 {
778 }
779
780 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
781 {
782         return 0;
783 }
784
785 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
786                 gfp_t flags)
787 {
788         return NULL;
789 }
790
791 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
792                  gfp_t flags, int nodeid)
793 {
794         return NULL;
795 }
796
797 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
798 {
799         return flags;
800 }
801
802 #else   /* CONFIG_NUMA */
803
804 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
805 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
806
807 static struct alien_cache *__alloc_alien_cache(int node, int entries,
808                                                 int batch, gfp_t gfp)
809 {
810         size_t memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct alien_cache);
811         struct alien_cache *alc = NULL;
812
813         alc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
814         init_arraycache(&alc->ac, entries, batch);
815         spin_lock_init(&alc->lock);
816         return alc;
817 }
818
819 static struct alien_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
820 {
821         struct alien_cache **alc_ptr;
822         size_t memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
823         int i;
824
825         if (limit > 1)
826                 limit = 12;
827         alc_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
828         if (!alc_ptr)
829                 return NULL;
830
831         for_each_node(i) {
832                 if (i == node || !node_online(i))
833                         continue;
834                 alc_ptr[i] = __alloc_alien_cache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
835                 if (!alc_ptr[i]) {
836                         for (i--; i >= 0; i--)
837                                 kfree(alc_ptr[i]);
838                         kfree(alc_ptr);
839                         return NULL;
840                 }
841         }
842         return alc_ptr;
843 }
844
845 static void free_alien_cache(struct alien_cache **alc_ptr)
846 {
847         int i;
848
849         if (!alc_ptr)
850                 return;
851         for_each_node(i)
852             kfree(alc_ptr[i]);
853         kfree(alc_ptr);
854 }
855
856 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
857                                 struct array_cache *ac, int node,
858                                 struct list_head *list)
859 {
860         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
861
862         if (ac->avail) {
863                 spin_lock(&n->list_lock);
864                 /*
865                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
866                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
867                  * into the free lists and getting them back later.
868                  */
869                 if (n->shared)
870                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
871
872                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, list);
873                 ac->avail = 0;
874                 spin_unlock(&n->list_lock);
875         }
876 }
877
878 /*
879  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
880  */
881 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
882 {
883         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
884
885         if (n->alien) {
886                 struct alien_cache *alc = n->alien[node];
887                 struct array_cache *ac;
888
889                 if (alc) {
890                         ac = &alc->ac;
891                         if (ac->avail && spin_trylock_irq(&alc->lock)) {
892                                 LIST_HEAD(list);
893
894                                 __drain_alien_cache(cachep, ac, node, &list);
895                                 spin_unlock_irq(&alc->lock);
896                                 slabs_destroy(cachep, &list);
897                         }
898                 }
899         }
900 }
901
902 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
903                                 struct alien_cache **alien)
904 {
905         int i = 0;
906         struct alien_cache *alc;
907         struct array_cache *ac;
908         unsigned long flags;
909
910         for_each_online_node(i) {
911                 alc = alien[i];
912                 if (alc) {
913                         LIST_HEAD(list);
914
915                         ac = &alc->ac;
916                         spin_lock_irqsave(&alc->lock, flags);
917                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i, &list);
918                         spin_unlock_irqrestore(&alc->lock, flags);
919                         slabs_destroy(cachep, &list);
920                 }
921         }
922 }
923
924 static int __cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
925                                 int node, int page_node)
926 {
927         struct kmem_cache_node *n;
928         struct alien_cache *alien = NULL;
929         struct array_cache *ac;
930         LIST_HEAD(list);
931
932         n = get_node(cachep, node);
933         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
934         if (n->alien && n->alien[page_node]) {
935                 alien = n->alien[page_node];
936                 ac = &alien->ac;
937                 spin_lock(&alien->lock);
938                 if (unlikely(ac->avail == ac->limit)) {
939                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
940                         __drain_alien_cache(cachep, ac, page_node, &list);
941                 }
942                 ac_put_obj(cachep, ac, objp);
943                 spin_unlock(&alien->lock);
944                 slabs_destroy(cachep, &list);
945         } else {
946                 n = get_node(cachep, page_node);
947                 spin_lock(&n->list_lock);
948                 free_block(cachep, &objp, 1, page_node, &list);
949                 spin_unlock(&n->list_lock);
950                 slabs_destroy(cachep, &list);
951         }
952         return 1;
953 }
954
955 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
956 {
957         int page_node = page_to_nid(virt_to_page(objp));
958         int node = numa_mem_id();
959         /*
960          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
961          * cache on this cpu.
962          */
963         if (likely(node == page_node))
964                 return 0;
965
966         return __cache_free_alien(cachep, objp, node, page_node);
967 }
968
969 /*
970  * Construct gfp mask to allocate from a specific node but do not direct reclaim
971  * or warn about failures. kswapd may still wake to reclaim in the background.
972  */
973 static inline gfp_t gfp_exact_node(gfp_t flags)
974 {
975         return (flags | __GFP_THISNODE | __GFP_NOWARN) & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM;
976 }
977 #endif
978
979 /*
980  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
981  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
982  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
983  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
984  * already in use.
985  *
986  * Must hold slab_mutex.
987  */
988 static int init_cache_node_node(int node)
989 {
990         struct kmem_cache *cachep;
991         struct kmem_cache_node *n;
992         const size_t memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
993
994         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
995                 /*
996                  * Set up the kmem_cache_node for cpu before we can
997                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
998                  * node has not already allocated this
999                  */
1000                 n = get_node(cachep, node);
1001                 if (!n) {
1002                         n = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1003                         if (!n)
1004                                 return -ENOMEM;
1005                         kmem_cache_node_init(n);
1006                         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
1007                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1008
1009                         /*
1010                          * The kmem_cache_nodes don't come and go as CPUs
1011                          * come and go.  slab_mutex is sufficient
1012                          * protection here.
1013                          */
1014                         cachep->node[node] = n;
1015                 }
1016
1017                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1018                 n->free_limit =
1019                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1020                         cachep->batchcount + cachep->num;
1021                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1022         }
1023         return 0;
1024 }
1025
1026 static inline int slabs_tofree(struct kmem_cache *cachep,
1027                                                 struct kmem_cache_node *n)
1028 {
1029         return (n->free_objects + cachep->num - 1) / cachep->num;
1030 }
1031
1032 static void cpuup_canceled(long cpu)
1033 {
1034         struct kmem_cache *cachep;
1035         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1036         int node = cpu_to_mem(cpu);
1037         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1038
1039         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1040                 struct array_cache *nc;
1041                 struct array_cache *shared;
1042                 struct alien_cache **alien;
1043                 LIST_HEAD(list);
1044
1045                 n = get_node(cachep, node);
1046                 if (!n)
1047                         continue;
1048
1049                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1050
1051                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
1052                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
1053
1054                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1055                 nc = per_cpu_ptr(cachep->cpu_cache, cpu);
1056                 if (nc) {
1057                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node, &list);
1058                         nc->avail = 0;
1059                 }
1060
1061                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1062                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1063                         goto free_slab;
1064                 }
1065
1066                 shared = n->shared;
1067                 if (shared) {
1068                         free_block(cachep, shared->entry,
1069                                    shared->avail, node, &list);
1070                         n->shared = NULL;
1071                 }
1072
1073                 alien = n->alien;
1074                 n->alien = NULL;
1075
1076                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1077
1078                 kfree(shared);
1079                 if (alien) {
1080                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1081                         free_alien_cache(alien);
1082                 }
1083
1084 free_slab:
1085                 slabs_destroy(cachep, &list);
1086         }
1087         /*
1088          * In the previous loop, all the objects were freed to
1089          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1090          * shrink each nodelist to its limit.
1091          */
1092         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1093                 n = get_node(cachep, node);
1094                 if (!n)
1095                         continue;
1096                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1097         }
1098 }
1099
1100 static int cpuup_prepare(long cpu)
1101 {
1102         struct kmem_cache *cachep;
1103         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1104         int node = cpu_to_mem(cpu);
1105         int err;
1106
1107         /*
1108          * We need to do this right in the beginning since
1109          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1110          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1111          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1112          */
1113         err = init_cache_node_node(node);
1114         if (err < 0)
1115                 goto bad;
1116
1117         /*
1118          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1119          * array caches
1120          */
1121         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1122                 struct array_cache *shared = NULL;
1123                 struct alien_cache **alien = NULL;
1124
1125                 if (cachep->shared) {
1126                         shared = alloc_arraycache(node,
1127                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1128                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1129                         if (!shared)
1130                                 goto bad;
1131                 }
1132                 if (use_alien_caches) {
1133                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1134                         if (!alien) {
1135                                 kfree(shared);
1136                                 goto bad;
1137                         }
1138                 }
1139                 n = get_node(cachep, node);
1140                 BUG_ON(!n);
1141
1142                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1143                 if (!n->shared) {
1144                         /*
1145                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1146                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1147                          */
1148                         n->shared = shared;
1149                         shared = NULL;
1150                 }
1151 #ifdef CONFIG_NUMA
1152                 if (!n->alien) {
1153                         n->alien = alien;
1154                         alien = NULL;
1155                 }
1156 #endif
1157                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1158                 kfree(shared);
1159                 free_alien_cache(alien);
1160         }
1161
1162         return 0;
1163 bad:
1164         cpuup_canceled(cpu);
1165         return -ENOMEM;
1166 }
1167
1168 static int cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1169                                     unsigned long action, void *hcpu)
1170 {
1171         long cpu = (long)hcpu;
1172         int err = 0;
1173
1174         switch (action) {
1175         case CPU_UP_PREPARE:
1176         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1177                 mutex_lock(&slab_mutex);
1178                 err = cpuup_prepare(cpu);
1179                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1180                 break;
1181         case CPU_ONLINE:
1182         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1183                 start_cpu_timer(cpu);
1184                 break;
1185 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1186         case CPU_DOWN_PREPARE:
1187         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1188                 /*
1189                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1190                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1191                  * anything expensive but will only modify reap_work
1192                  * and reschedule the timer.
1193                 */
1194                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1195                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1196                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1197                 break;
1198         case CPU_DOWN_FAILED:
1199         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1200                 start_cpu_timer(cpu);
1201                 break;
1202         case CPU_DEAD:
1203         case CPU_DEAD_FROZEN:
1204                 /*
1205                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1206                  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between
1207                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1208                  * memory from the node of the cpu going down.  The node
1209                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1210                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1211                  */
1212                 /* fall through */
1213 #endif
1214         case CPU_UP_CANCELED:
1215         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1216                 mutex_lock(&slab_mutex);
1217                 cpuup_canceled(cpu);
1218                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1219                 break;
1220         }
1221         return notifier_from_errno(err);
1222 }
1223
1224 static struct notifier_block cpucache_notifier = {
1225         &cpuup_callback, NULL, 0
1226 };
1227
1228 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1229 /*
1230  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1231  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1232  * removed.
1233  *
1234  * Must hold slab_mutex.
1235  */
1236 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1237 {
1238         struct kmem_cache *cachep;
1239         int ret = 0;
1240
1241         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1242                 struct kmem_cache_node *n;
1243
1244                 n = get_node(cachep, node);
1245                 if (!n)
1246                         continue;
1247
1248                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
1249
1250                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1251                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1252                         ret = -EBUSY;
1253                         break;
1254                 }
1255         }
1256         return ret;
1257 }
1258
1259 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1260                                         unsigned long action, void *arg)
1261 {
1262         struct memory_notify *mnb = arg;
1263         int ret = 0;
1264         int nid;
1265
1266         nid = mnb->status_change_nid;
1267         if (nid < 0)
1268                 goto out;
1269
1270         switch (action) {
1271         case MEM_GOING_ONLINE:
1272                 mutex_lock(&slab_mutex);
1273                 ret = init_cache_node_node(nid);
1274                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1275                 break;
1276         case MEM_GOING_OFFLINE:
1277                 mutex_lock(&slab_mutex);
1278                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1279                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1280                 break;
1281         case MEM_ONLINE:
1282         case MEM_OFFLINE:
1283         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1284         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1285                 break;
1286         }
1287 out:
1288         return notifier_from_errno(ret);
1289 }
1290 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1291
1292 /*
1293  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1294  */
1295 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1296                                 int nodeid)
1297 {
1298         struct kmem_cache_node *ptr;
1299
1300         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1301         BUG_ON(!ptr);
1302
1303         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1304         /*
1305          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1306          */
1307         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1308
1309         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1310         cachep->node[nodeid] = ptr;
1311 }
1312
1313 /*
1314  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1315  * size of kmem_cache_node.
1316  */
1317 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1318 {
1319         int node;
1320
1321         for_each_online_node(node) {
1322                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1323                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1324                     REAPTIMEOUT_NODE +
1325                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
1326         }
1327 }
1328
1329 /*
1330  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1331  * before smp_init().
1332  */
1333 void __init kmem_cache_init(void)
1334 {
1335         int i;
1336
1337         BUILD_BUG_ON(sizeof(((struct page *)NULL)->lru) <
1338                                         sizeof(struct rcu_head));
1339         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1340
1341         if (num_possible_nodes() == 1)
1342                 use_alien_caches = 0;
1343
1344         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1345                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1346
1347         /*
1348          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1349          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1350          * not overridden on the command line.
1351          */
1352         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1353                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1354
1355         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1356          * from caches that do not exist yet:
1357          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1358          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1359          *    kmem_cache is statically allocated.
1360          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1361          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1362          *    array at the end of the bootstrap.
1363          * 2) Create the first kmalloc cache.
1364          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1365          *    An __init data area is used for the head array.
1366          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1367          *    head arrays.
1368          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1369          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1370          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1371          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1372          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1373          */
1374
1375         /* 1) create the kmem_cache */
1376
1377         /*
1378          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1379          */
1380         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1381                 offsetof(struct kmem_cache, node) +
1382                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1383                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1384         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1385         slab_state = PARTIAL;
1386
1387         /*
1388          * Initialize the caches that provide memory for the  kmem_cache_node
1389          * structures first.  Without this, further allocations will bug.
1390          */
1391         kmalloc_caches[INDEX_NODE] = create_kmalloc_cache("kmalloc-node",
1392                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1393         slab_state = PARTIAL_NODE;
1394         setup_kmalloc_cache_index_table();
1395
1396         slab_early_init = 0;
1397
1398         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1399         {
1400                 int nid;
1401
1402                 for_each_online_node(nid) {
1403                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1404
1405                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1406                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1407                 }
1408         }
1409
1410         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1411 }
1412
1413 void __init kmem_cache_init_late(void)
1414 {
1415         struct kmem_cache *cachep;
1416
1417         slab_state = UP;
1418
1419         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1420         mutex_lock(&slab_mutex);
1421         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1422                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1423                         BUG();
1424         mutex_unlock(&slab_mutex);
1425
1426         /* Done! */
1427         slab_state = FULL;
1428
1429         /*
1430          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1431          * cpu_cache_get for all new cpus
1432          */
1433         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1434
1435 #ifdef CONFIG_NUMA
1436         /*
1437          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1438          * node.
1439          */
1440         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1441 #endif
1442
1443         /*
1444          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1445          * of the kernel is not yet operational.
1446          */
1447 }
1448
1449 static int __init cpucache_init(void)
1450 {
1451         int cpu;
1452
1453         /*
1454          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1455          */
1456         for_each_online_cpu(cpu)
1457                 start_cpu_timer(cpu);
1458
1459         /* Done! */
1460         slab_state = FULL;
1461         return 0;
1462 }
1463 __initcall(cpucache_init);
1464
1465 static noinline void
1466 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1467 {
1468 #if DEBUG
1469         struct kmem_cache_node *n;
1470         struct page *page;
1471         unsigned long flags;
1472         int node;
1473         static DEFINE_RATELIMIT_STATE(slab_oom_rs, DEFAULT_RATELIMIT_INTERVAL,
1474                                       DEFAULT_RATELIMIT_BURST);
1475
1476         if ((gfpflags & __GFP_NOWARN) || !__ratelimit(&slab_oom_rs))
1477                 return;
1478
1479         printk(KERN_WARNING
1480                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1481                 nodeid, gfpflags);
1482         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1483                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1484
1485         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
1486                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1487                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1488
1489                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1490                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
1491                         active_objs += cachep->num;
1492                         active_slabs++;
1493                 }
1494                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
1495                         active_objs += page->active;
1496                         active_slabs++;
1497                 }
1498                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru)
1499                         num_slabs++;
1500
1501                 free_objects += n->free_objects;
1502                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1503
1504                 num_slabs += active_slabs;
1505                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1506                 printk(KERN_WARNING
1507                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1508                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1509                         free_objects);
1510         }
1511 #endif
1512 }
1513
1514 /*
1515  * Interface to system's page allocator. No need to hold the
1516  * kmem_cache_node ->list_lock.
1517  *
1518  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1519  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1520  * would be relatively rare and ignorable.
1521  */
1522 static struct page *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
1523                                                                 int nodeid)
1524 {
1525         struct page *page;
1526         int nr_pages;
1527
1528         flags |= cachep->allocflags;
1529         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1530                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1531
1532         page = __alloc_pages_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1533         if (!page) {
1534                 slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1535                 return NULL;
1536         }
1537
1538         if (memcg_charge_slab(page, flags, cachep->gfporder, cachep)) {
1539                 __free_pages(page, cachep->gfporder);
1540                 return NULL;
1541         }
1542
1543         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1544         if (page_is_pfmemalloc(page))
1545                 pfmemalloc_active = true;
1546
1547         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1548         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1549                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1550                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1551         else
1552                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1553                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1554         __SetPageSlab(page);
1555         if (page_is_pfmemalloc(page))
1556                 SetPageSlabPfmemalloc(page);
1557
1558         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1559                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1560
1561                 if (cachep->ctor)
1562                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1563                 else
1564                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1565         }
1566
1567         return page;
1568 }
1569
1570 /*
1571  * Interface to system's page release.
1572  */
1573 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1574 {
1575         const unsigned long nr_freed = (1 << cachep->gfporder);
1576
1577         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1578
1579         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1580                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1581                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1582         else
1583                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1584                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1585
1586         BUG_ON(!PageSlab(page));
1587         __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1588         __ClearPageSlab(page);
1589         page_mapcount_reset(page);
1590         page->mapping = NULL;
1591
1592         if (current->reclaim_state)
1593                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1594         __free_kmem_pages(page, cachep->gfporder);
1595 }
1596
1597 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1598 {
1599         struct kmem_cache *cachep;
1600         struct page *page;
1601
1602         page = container_of(head, struct page, rcu_head);
1603         cachep = page->slab_cache;
1604
1605         kmem_freepages(cachep, page);
1606 }
1607
1608 #if DEBUG
1609 static bool is_debug_pagealloc_cache(struct kmem_cache *cachep)
1610 {
1611         if (debug_pagealloc_enabled() && OFF_SLAB(cachep) &&
1612                 (cachep->size % PAGE_SIZE) == 0)
1613                 return true;
1614
1615         return false;
1616 }
1617
1618 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1619 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1620                             unsigned long caller)
1621 {
1622         int size = cachep->object_size;
1623
1624         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1625
1626         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1627                 return;
1628
1629         *addr++ = 0x12345678;
1630         *addr++ = caller;
1631         *addr++ = smp_processor_id();
1632         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1633         {
1634                 unsigned long *sptr = &caller;
1635                 unsigned long svalue;
1636
1637                 while (!kstack_end(sptr)) {
1638                         svalue = *sptr++;
1639                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1640                                 *addr++ = svalue;
1641                                 size -= sizeof(unsigned long);
1642                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1643                                         break;
1644                         }
1645                 }
1646
1647         }
1648         *addr++ = 0x87654321;
1649 }
1650
1651 static void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1652                                 int map, unsigned long caller)
1653 {
1654         if (!is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1655                 return;
1656
1657         if (caller)
1658                 store_stackinfo(cachep, objp, caller);
1659
1660         kernel_map_pages(virt_to_page(objp), cachep->size / PAGE_SIZE, map);
1661 }
1662
1663 #else
1664 static inline void slab_kernel_map(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
1665                                 int map, unsigned long caller) {}
1666
1667 #endif
1668
1669 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1670 {
1671         int size = cachep->object_size;
1672         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1673
1674         memset(addr, val, size);
1675         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1676 }
1677
1678 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1679 {
1680         int i;
1681         unsigned char error = 0;
1682         int bad_count = 0;
1683
1684         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1685         for (i = 0; i < limit; i++) {
1686                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1687                         error = data[offset + i];
1688                         bad_count++;
1689                 }
1690         }
1691         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1692                         &data[offset], limit, 1);
1693
1694         if (bad_count == 1) {
1695                 error ^= POISON_FREE;
1696                 if (!(error & (error - 1))) {
1697                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1698                                         "bad RAM.\n");
1699 #ifdef CONFIG_X86
1700                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1701                                         "test tool.\n");
1702 #else
1703                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1704 #endif
1705                 }
1706         }
1707 }
1708 #endif
1709
1710 #if DEBUG
1711
1712 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1713 {
1714         int i, size;
1715         char *realobj;
1716
1717         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1718                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1719                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1720                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1721         }
1722
1723         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1724                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1725                        *dbg_userword(cachep, objp),
1726                        *dbg_userword(cachep, objp));
1727         }
1728         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1729         size = cachep->object_size;
1730         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1731                 int limit;
1732                 limit = 16;
1733                 if (i + limit > size)
1734                         limit = size - i;
1735                 dump_line(realobj, i, limit);
1736         }
1737 }
1738
1739 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1740 {
1741         char *realobj;
1742         int size, i;
1743         int lines = 0;
1744
1745         if (is_debug_pagealloc_cache(cachep))
1746                 return;
1747
1748         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1749         size = cachep->object_size;
1750
1751         for (i = 0; i < size; i++) {
1752                 char exp = POISON_FREE;
1753                 if (i == size - 1)
1754                         exp = POISON_END;
1755                 if (realobj[i] != exp) {
1756                         int limit;
1757                         /* Mismatch ! */
1758                         /* Print header */
1759                         if (lines == 0) {
1760                                 printk(KERN_ERR
1761                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1762                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
1763                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1764                         }
1765                         /* Hexdump the affected line */
1766                         i = (i / 16) * 16;
1767                         limit = 16;
1768                         if (i + limit > size)
1769                                 limit = size - i;
1770                         dump_line(realobj, i, limit);
1771                         i += 16;
1772                         lines++;
1773                         /* Limit to 5 lines */
1774                         if (lines > 5)
1775                                 break;
1776                 }
1777         }
1778         if (lines != 0) {
1779                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1780                  * exist:
1781                  */
1782                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1783                 unsigned int objnr;
1784
1785                 objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
1786                 if (objnr) {
1787                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr - 1);
1788                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1789                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1790                                realobj, size);
1791                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1792                 }
1793                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1794                         objp = index_to_obj(cachep, page, objnr + 1);
1795                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1796                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1797                                realobj, size);
1798                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1799                 }
1800         }
1801 }
1802 #endif
1803
1804 #if DEBUG
1805 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1806                                                 struct page *page)
1807 {
1808         int i;
1809
1810         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON) {
1811                 poison_obj(cachep, page->freelist - obj_offset(cachep),
1812                         POISON_FREE);
1813         }
1814
1815         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
1816                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
1817
1818                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
1819                         check_poison_obj(cachep, objp);
1820                         slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
1821                 }
1822                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1823                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1824                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
1825                                            "was overwritten");
1826                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
1827                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
1828                                            "was overwritten");
1829                 }
1830         }
1831 }
1832 #else
1833 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep,
1834                                                 struct page *page)
1835 {
1836 }
1837 #endif
1838
1839 /**
1840  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
1841  * @cachep: cache pointer being destroyed
1842  * @page: page pointer being destroyed
1843  *
1844  * Destroy all the objs in a slab page, and release the mem back to the system.
1845  * Before calling the slab page must have been unlinked from the cache. The
1846  * kmem_cache_node ->list_lock is not held/needed.
1847  */
1848 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
1849 {
1850         void *freelist;
1851
1852         freelist = page->freelist;
1853         slab_destroy_debugcheck(cachep, page);
1854         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1855                 call_rcu(&page->rcu_head, kmem_rcu_free);
1856         else
1857                 kmem_freepages(cachep, page);
1858
1859         /*
1860          * From now on, we don't use freelist
1861          * although actual page can be freed in rcu context
1862          */
1863         if (OFF_SLAB(cachep))
1864                 kmem_cache_free(cachep->freelist_cache, freelist);
1865 }
1866
1867 static void slabs_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct list_head *list)
1868 {
1869         struct page *page, *n;
1870
1871         list_for_each_entry_safe(page, n, list, lru) {
1872                 list_del(&page->lru);
1873                 slab_destroy(cachep, page);
1874         }
1875 }
1876
1877 /**
1878  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
1879  * @cachep: pointer to the cache that is being created
1880  * @size: size of objects to be created in this cache.
1881  * @flags: slab allocation flags
1882  *
1883  * Also calculates the number of objects per slab.
1884  *
1885  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
1886  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
1887  * towards high-order requests, this should be changed.
1888  */
1889 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
1890                                 size_t size, unsigned long flags)
1891 {
1892         size_t left_over = 0;
1893         int gfporder;
1894
1895         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
1896                 unsigned int num;
1897                 size_t remainder;
1898
1899                 num = cache_estimate(gfporder, size, flags, &remainder);
1900                 if (!num)
1901                         continue;
1902
1903                 /* Can't handle number of objects more than SLAB_OBJ_MAX_NUM */
1904                 if (num > SLAB_OBJ_MAX_NUM)
1905                         break;
1906
1907                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
1908                         struct kmem_cache *freelist_cache;
1909                         size_t freelist_size;
1910
1911                         freelist_size = num * sizeof(freelist_idx_t);
1912                         freelist_cache = kmalloc_slab(freelist_size, 0u);
1913                         if (!freelist_cache)
1914                                 continue;
1915
1916                         /*
1917                          * Needed to avoid possible looping condition
1918                          * in cache_grow()
1919                          */
1920                         if (OFF_SLAB(freelist_cache))
1921                                 continue;
1922
1923                         /* check if off slab has enough benefit */
1924                         if (freelist_cache->size > cachep->size / 2)
1925                                 continue;
1926                 }
1927
1928                 /* Found something acceptable - save it away */
1929                 cachep->num = num;
1930                 cachep->gfporder = gfporder;
1931                 left_over = remainder;
1932
1933                 /*
1934                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
1935                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
1936                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
1937                  */
1938                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1939                         break;
1940
1941                 /*
1942                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
1943                  * currently bad for the gfp()s.
1944                  */
1945                 if (gfporder >= slab_max_order)
1946                         break;
1947
1948                 /*
1949                  * Acceptable internal fragmentation?
1950                  */
1951                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
1952                         break;
1953         }
1954         return left_over;
1955 }
1956
1957 static struct array_cache __percpu *alloc_kmem_cache_cpus(
1958                 struct kmem_cache *cachep, int entries, int batchcount)
1959 {
1960         int cpu;
1961         size_t size;
1962         struct array_cache __percpu *cpu_cache;
1963
1964         size = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
1965         cpu_cache = __alloc_percpu(size, sizeof(void *));
1966
1967         if (!cpu_cache)
1968                 return NULL;
1969
1970         for_each_possible_cpu(cpu) {
1971                 init_arraycache(per_cpu_ptr(cpu_cache, cpu),
1972                                 entries, batchcount);
1973         }
1974
1975         return cpu_cache;
1976 }
1977
1978 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
1979 {
1980         if (slab_state >= FULL)
1981                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
1982
1983         cachep->cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, 1, 1);
1984         if (!cachep->cpu_cache)
1985                 return 1;
1986
1987         if (slab_state == DOWN) {
1988                 /* Creation of first cache (kmem_cache). */
1989                 set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1990         } else if (slab_state == PARTIAL) {
1991                 /* For kmem_cache_node */
1992                 set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
1993         } else {
1994                 int node;
1995
1996                 for_each_online_node(node) {
1997                         cachep->node[node] = kmalloc_node(
1998                                 sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
1999                         BUG_ON(!cachep->node[node]);
2000                         kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
2001                 }
2002         }
2003
2004         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
2005                         jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
2006                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
2007
2008         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2009         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2010         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2011         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2012         cachep->batchcount = 1;
2013         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2014         return 0;
2015 }
2016
2017 unsigned long kmem_cache_flags(unsigned long object_size,
2018         unsigned long flags, const char *name,
2019         void (*ctor)(void *))
2020 {
2021         return flags;
2022 }
2023
2024 struct kmem_cache *
2025 __kmem_cache_alias(const char *name, size_t size, size_t align,
2026                    unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
2027 {
2028         struct kmem_cache *cachep;
2029
2030         cachep = find_mergeable(size, align, flags, name, ctor);
2031         if (cachep) {
2032                 cachep->refcount++;
2033
2034                 /*
2035                  * Adjust the object sizes so that we clear
2036                  * the complete object on kzalloc.
2037                  */
2038                 cachep->object_size = max_t(int, cachep->object_size, size);
2039         }
2040         return cachep;
2041 }
2042
2043 static bool set_objfreelist_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
2044                         size_t size, unsigned long flags)
2045 {
2046         size_t left;
2047
2048         cachep->num = 0;
2049
2050         if (cachep->ctor || flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2051                 return false;
2052
2053         left = calculate_slab_order(cachep, size,
2054                         flags | CFLGS_OBJFREELIST_SLAB);
2055         if (!cachep->num)
2056                 return false;
2057
2058         if (cachep->num * sizeof(freelist_idx_t) > cachep->object_size)
2059                 return false;
2060
2061         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
2062
2063         return true;
2064 }
2065
2066 static bool set_off_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
2067                         size_t size, unsigned long flags)
2068 {
2069         size_t left;
2070
2071         cachep->num = 0;
2072
2073         /*
2074          * Always use on-slab management when SLAB_NOLEAKTRACE
2075          * to avoid recursive calls into kmemleak.
2076          */
2077         if (flags & SLAB_NOLEAKTRACE)
2078                 return false;
2079
2080         /*
2081          * Size is large, assume best to place the slab management obj
2082          * off-slab (should allow better packing of objs).
2083          */
2084         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags | CFLGS_OFF_SLAB);
2085         if (!cachep->num)
2086                 return false;
2087
2088         /*
2089          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2090          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2091          */
2092         if (left >= cachep->num * sizeof(freelist_idx_t))
2093                 return false;
2094
2095         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
2096
2097         return true;
2098 }
2099
2100 static bool set_on_slab_cache(struct kmem_cache *cachep,
2101                         size_t size, unsigned long flags)
2102 {
2103         size_t left;
2104
2105         cachep->num = 0;
2106
2107         left = calculate_slab_order(cachep, size, flags);
2108         if (!cachep->num)
2109                 return false;
2110
2111         cachep->colour = left / cachep->colour_off;
2112
2113         return true;
2114 }
2115
2116 /**
2117  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2118  * @cachep: cache management descriptor
2119  * @flags: SLAB flags
2120  *
2121  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2122  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2123  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2124  *
2125  * The flags are
2126  *
2127  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2128  * to catch references to uninitialised memory.
2129  *
2130  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2131  * for buffer overruns.
2132  *
2133  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2134  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2135  * as davem.
2136  */
2137 int
2138 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2139 {
2140         size_t ralign = BYTES_PER_WORD;
2141         gfp_t gfp;
2142         int err;
2143         size_t size = cachep->size;
2144
2145 #if DEBUG
2146 #if FORCED_DEBUG
2147         /*
2148          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2149          * large objects, if the increased size would increase the object size
2150          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2151          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2152          */
2153         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2154                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2155                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2156         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2157                 flags |= SLAB_POISON;
2158 #endif
2159 #endif
2160
2161         /*
2162          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2163          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2164          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2165          */
2166         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2167                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2168                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2169         }
2170
2171         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2172                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2173                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2174                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2175                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2176                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2177         }
2178
2179         /* 3) caller mandated alignment */
2180         if (ralign < cachep->align) {
2181                 ralign = cachep->align;
2182         }
2183         /* disable debug if necessary */
2184         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2185                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2186         /*
2187          * 4) Store it.
2188          */
2189         cachep->align = ralign;
2190         cachep->colour_off = cache_line_size();
2191         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2192         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2193                 cachep->colour_off = cachep->align;
2194
2195         if (slab_is_available())
2196                 gfp = GFP_KERNEL;
2197         else
2198                 gfp = GFP_NOWAIT;
2199
2200 #if DEBUG
2201
2202         /*
2203          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2204          * into align above.
2205          */
2206         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2207                 /* add space for red zone words */
2208                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2209                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2210         }
2211         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2212                 /* user store requires one word storage behind the end of
2213                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2214                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2215                  */
2216                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2217                         size += REDZONE_ALIGN;
2218                 else
2219                         size += BYTES_PER_WORD;
2220         }
2221 #endif
2222
2223         size = ALIGN(size, cachep->align);
2224         /*
2225          * We should restrict the number of objects in a slab to implement
2226          * byte sized index. Refer comment on SLAB_OBJ_MIN_SIZE definition.
2227          */
2228         if (FREELIST_BYTE_INDEX && size < SLAB_OBJ_MIN_SIZE)
2229                 size = ALIGN(SLAB_OBJ_MIN_SIZE, cachep->align);
2230
2231 #if DEBUG
2232         /*
2233          * To activate debug pagealloc, off-slab management is necessary
2234          * requirement. In early phase of initialization, small sized slab
2235          * doesn't get initialized so it would not be possible. So, we need
2236          * to check size >= 256. It guarantees that all necessary small
2237          * sized slab is initialized in current slab initialization sequence.
2238          */
2239         if (debug_pagealloc_enabled() && (flags & SLAB_POISON) &&
2240                 size >= 256 && cachep->object_size > cache_line_size()) {
2241                 if (size < PAGE_SIZE || size % PAGE_SIZE == 0) {
2242                         size_t tmp_size = ALIGN(size, PAGE_SIZE);
2243
2244                         if (set_off_slab_cache(cachep, tmp_size, flags)) {
2245                                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2246                                 cachep->obj_offset += tmp_size - size;
2247                                 size = tmp_size;
2248                                 goto done;
2249                         }
2250                 }
2251         }
2252 #endif
2253
2254         if (set_objfreelist_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2255                 flags |= CFLGS_OBJFREELIST_SLAB;
2256                 goto done;
2257         }
2258
2259         if (set_off_slab_cache(cachep, size, flags)) {
2260                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2261                 goto done;
2262         }
2263
2264         if (set_on_slab_cache(cachep, size, flags))
2265                 goto done;
2266
2267         return -E2BIG;
2268
2269 done:
2270         cachep->freelist_size = cachep->num * sizeof(freelist_idx_t);
2271         cachep->flags = flags;
2272         cachep->allocflags = __GFP_COMP;
2273         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2274                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2275         cachep->size = size;
2276         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2277
2278 #if DEBUG
2279         /*
2280          * If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2281          * poisoning, then it's going to smash the contents of
2282          * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2283          */
2284         if (IS_ENABLED(CONFIG_PAGE_POISONING) &&
2285                 (cachep->flags & SLAB_POISON) &&
2286                 is_debug_pagealloc_cache(cachep))
2287                 cachep->flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2288 #endif
2289
2290         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2291                 cachep->freelist_cache =
2292                         kmalloc_slab(cachep->freelist_size, 0u);
2293         }
2294
2295         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2296         if (err) {
2297                 __kmem_cache_release(cachep);
2298                 return err;
2299         }
2300
2301         return 0;
2302 }
2303
2304 #if DEBUG
2305 static void check_irq_off(void)
2306 {
2307         BUG_ON(!irqs_disabled());
2308 }
2309
2310 static void check_irq_on(void)
2311 {
2312         BUG_ON(irqs_disabled());
2313 }
2314
2315 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2316 {
2317 #ifdef CONFIG_SMP
2318         check_irq_off();
2319         assert_spin_locked(&get_node(cachep, numa_mem_id())->list_lock);
2320 #endif
2321 }
2322
2323 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2324 {
2325 #ifdef CONFIG_SMP
2326         check_irq_off();
2327         assert_spin_locked(&get_node(cachep, node)->list_lock);
2328 #endif
2329 }
2330
2331 #else
2332 #define check_irq_off() do { } while(0)
2333 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2334 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2335 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2336 #endif
2337
2338 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
2339                         struct array_cache *ac,
2340                         int force, int node);
2341
2342 static void do_drain(void *arg)
2343 {
2344         struct kmem_cache *cachep = arg;
2345         struct array_cache *ac;
2346         int node = numa_mem_id();
2347         struct kmem_cache_node *n;
2348         LIST_HEAD(list);
2349
2350         check_irq_off();
2351         ac = cpu_cache_get(cachep);
2352         n = get_node(cachep, node);
2353         spin_lock(&n->list_lock);
2354         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
2355         spin_unlock(&n->list_lock);
2356         slabs_destroy(cachep, &list);
2357         ac->avail = 0;
2358 }
2359
2360 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2361 {
2362         struct kmem_cache_node *n;
2363         int node;
2364
2365         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2366         check_irq_on();
2367         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2368                 if (n->alien)
2369                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2370
2371         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n)
2372                 drain_array(cachep, n, n->shared, 1, node);
2373 }
2374
2375 /*
2376  * Remove slabs from the list of free slabs.
2377  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2378  *
2379  * Returns the actual number of slabs released.
2380  */
2381 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2382                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2383 {
2384         struct list_head *p;
2385         int nr_freed;
2386         struct page *page;
2387
2388         nr_freed = 0;
2389         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2390
2391                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2392                 p = n->slabs_free.prev;
2393                 if (p == &n->slabs_free) {
2394                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2395                         goto out;
2396                 }
2397
2398                 page = list_entry(p, struct page, lru);
2399                 list_del(&page->lru);
2400                 /*
2401                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2402                  * to the cache.
2403                  */
2404                 n->free_objects -= cache->num;
2405                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2406                 slab_destroy(cache, page);
2407                 nr_freed++;
2408         }
2409 out:
2410         return nr_freed;
2411 }
2412
2413 int __kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep, bool deactivate)
2414 {
2415         int ret = 0;
2416         int node;
2417         struct kmem_cache_node *n;
2418
2419         drain_cpu_caches(cachep);
2420
2421         check_irq_on();
2422         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
2423                 drain_freelist(cachep, n, slabs_tofree(cachep, n));
2424
2425                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2426                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2427         }
2428         return (ret ? 1 : 0);
2429 }
2430
2431 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2432 {
2433         return __kmem_cache_shrink(cachep, false);
2434 }
2435
2436 void __kmem_cache_release(struct kmem_cache *cachep)
2437 {
2438         int i;
2439         struct kmem_cache_node *n;
2440
2441         free_percpu(cachep->cpu_cache);
2442
2443         /* NUMA: free the node structures */
2444         for_each_kmem_cache_node(cachep, i, n) {
2445                 kfree(n->shared);
2446                 free_alien_cache(n->alien);
2447                 kfree(n);
2448                 cachep->node[i] = NULL;
2449         }
2450 }
2451
2452 /*
2453  * Get the memory for a slab management obj.
2454  *
2455  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, the
2456  * slab descriptor can't come from the same cache which is being created,
2457  * Because if it is the case, that means we defer the creation of
2458  * the kmalloc_{dma,}_cache of size sizeof(slab descriptor) to this point.
2459  * And we eventually call down to __kmem_cache_create(), which
2460  * in turn looks up in the kmalloc_{dma,}_caches for the disired-size one.
2461  * This is a "chicken-and-egg" problem.
2462  *
2463  * So the off-slab slab descriptor shall come from the kmalloc_{dma,}_caches,
2464  * which are all initialized during kmem_cache_init().
2465  */
2466 static void *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep,
2467                                    struct page *page, int colour_off,
2468                                    gfp_t local_flags, int nodeid)
2469 {
2470         void *freelist;
2471         void *addr = page_address(page);
2472
2473         page->s_mem = addr + colour_off;
2474         page->active = 0;
2475
2476         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep))
2477                 freelist = NULL;
2478         else if (OFF_SLAB(cachep)) {
2479                 /* Slab management obj is off-slab. */
2480                 freelist = kmem_cache_alloc_node(cachep->freelist_cache,
2481                                               local_flags, nodeid);
2482                 if (!freelist)
2483                         return NULL;
2484         } else {
2485                 /* We will use last bytes at the slab for freelist */
2486                 freelist = addr + (PAGE_SIZE << cachep->gfporder) -
2487                                 cachep->freelist_size;
2488         }
2489
2490         return freelist;
2491 }
2492
2493 static inline freelist_idx_t get_free_obj(struct page *page, unsigned int idx)
2494 {
2495         return ((freelist_idx_t *)page->freelist)[idx];
2496 }
2497
2498 static inline void set_free_obj(struct page *page,
2499                                         unsigned int idx, freelist_idx_t val)
2500 {
2501         ((freelist_idx_t *)(page->freelist))[idx] = val;
2502 }
2503
2504 static void cache_init_objs_debug(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2505 {
2506 #if DEBUG
2507         int i;
2508
2509         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2510                 void *objp = index_to_obj(cachep, page, i);
2511
2512                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2513                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2514
2515                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2516                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2517                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2518                 }
2519                 /*
2520                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2521                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2522                  * They must also be threaded.
2523                  */
2524                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2525                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2526
2527                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2528                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2529                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2530                                            " end of an object");
2531                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2532                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2533                                            " start of an object");
2534                 }
2535                 /* need to poison the objs? */
2536                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2537                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2538                         slab_kernel_map(cachep, objp, 0, 0);
2539                 }
2540         }
2541 #endif
2542 }
2543
2544 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2545                             struct page *page)
2546 {
2547         int i;
2548
2549         cache_init_objs_debug(cachep, page);
2550
2551         if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2552                 page->freelist = index_to_obj(cachep, page, cachep->num - 1) +
2553                                                 obj_offset(cachep);
2554         }
2555
2556         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2557                 /* constructor could break poison info */
2558                 if (DEBUG == 0 && cachep->ctor)
2559                         cachep->ctor(index_to_obj(cachep, page, i));
2560
2561                 set_free_obj(page, i, i);
2562         }
2563 }
2564
2565 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2566 {
2567         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2568                 if (flags & GFP_DMA)
2569                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2570                 else
2571                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2572         }
2573 }
2574
2575 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct page *page)
2576 {
2577         void *objp;
2578
2579         objp = index_to_obj(cachep, page, get_free_obj(page, page->active));
2580         page->active++;
2581
2582 #if DEBUG
2583         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2584                 set_store_user_dirty(cachep);
2585 #endif
2586
2587         return objp;
2588 }
2589
2590 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep,
2591                         struct page *page, void *objp)
2592 {
2593         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2594 #if DEBUG
2595         unsigned int i;
2596
2597         /* Verify double free bug */
2598         for (i = page->active; i < cachep->num; i++) {
2599                 if (get_free_obj(page, i) == objnr) {
2600                         printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2601                                         "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2602                         BUG();
2603                 }
2604         }
2605 #endif
2606         page->active--;
2607         if (!page->freelist)
2608                 page->freelist = objp + obj_offset(cachep);
2609
2610         set_free_obj(page, page->active, objnr);
2611 }
2612
2613 /*
2614  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2615  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2616  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2617  */
2618 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct page *page,
2619                            void *freelist)
2620 {
2621         page->slab_cache = cache;
2622         page->freelist = freelist;
2623 }
2624
2625 /*
2626  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2627  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2628  */
2629 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2630                 gfp_t flags, int nodeid, struct page *page)
2631 {
2632         void *freelist;
2633         size_t offset;
2634         gfp_t local_flags;
2635         struct kmem_cache_node *n;
2636
2637         /*
2638          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2639          * critical path in kmem_cache_alloc().
2640          */
2641         if (unlikely(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK)) {
2642                 pr_emerg("gfp: %u\n", flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2643                 BUG();
2644         }
2645         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2646
2647         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2648         check_irq_off();
2649         n = get_node(cachep, nodeid);
2650         spin_lock(&n->list_lock);
2651
2652         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2653         offset = n->colour_next;
2654         n->colour_next++;
2655         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2656                 n->colour_next = 0;
2657         spin_unlock(&n->list_lock);
2658
2659         offset *= cachep->colour_off;
2660
2661         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2662                 local_irq_enable();
2663
2664         /*
2665          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2666          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2667          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2668          * will eventually be caught here (where it matters).
2669          */
2670         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2671
2672         /*
2673          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2674          * 'nodeid'.
2675          */
2676         if (!page)
2677                 page = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2678         if (!page)
2679                 goto failed;
2680
2681         /* Get slab management. */
2682         freelist = alloc_slabmgmt(cachep, page, offset,
2683                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2684         if (OFF_SLAB(cachep) && !freelist)
2685                 goto opps1;
2686
2687         slab_map_pages(cachep, page, freelist);
2688
2689         cache_init_objs(cachep, page);
2690
2691         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2692                 local_irq_disable();
2693         check_irq_off();
2694         spin_lock(&n->list_lock);
2695
2696         /* Make slab active. */
2697         list_add_tail(&page->lru, &(n->slabs_free));
2698         STATS_INC_GROWN(cachep);
2699         n->free_objects += cachep->num;
2700         spin_unlock(&n->list_lock);
2701         return 1;
2702 opps1:
2703         kmem_freepages(cachep, page);
2704 failed:
2705         if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
2706                 local_irq_disable();
2707         return 0;
2708 }
2709
2710 #if DEBUG
2711
2712 /*
2713  * Perform extra freeing checks:
2714  * - detect bad pointers.
2715  * - POISON/RED_ZONE checking
2716  */
2717 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2718 {
2719         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2720                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2721                        (unsigned long)objp);
2722                 BUG();
2723         }
2724 }
2725
2726 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2727 {
2728         unsigned long long redzone1, redzone2;
2729
2730         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2731         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2732
2733         /*
2734          * Redzone is ok.
2735          */
2736         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2737                 return;
2738
2739         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2740                 slab_error(cache, "double free detected");
2741         else
2742                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2743
2744         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2745                         obj, redzone1, redzone2);
2746 }
2747
2748 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2749                                    unsigned long caller)
2750 {
2751         unsigned int objnr;
2752         struct page *page;
2753
2754         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2755
2756         objp -= obj_offset(cachep);
2757         kfree_debugcheck(objp);
2758         page = virt_to_head_page(objp);
2759
2760         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2761                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2762                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2763                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2764         }
2765         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2766                 set_store_user_dirty(cachep);
2767                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2768         }
2769
2770         objnr = obj_to_index(cachep, page, objp);
2771
2772         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2773         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, page, objnr));
2774
2775         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2776                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2777                 slab_kernel_map(cachep, objp, 0, caller);
2778         }
2779         return objp;
2780 }
2781
2782 #else
2783 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2784 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2785 #endif
2786
2787 static inline void fixup_objfreelist_debug(struct kmem_cache *cachep,
2788                                                 void **list)
2789 {
2790 #if DEBUG
2791         void *next = *list;
2792         void *objp;
2793
2794         while (next) {
2795                 objp = next - obj_offset(cachep);
2796                 next = *(void **)next;
2797                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2798         }
2799 #endif
2800 }
2801
2802 static inline void fixup_slab_list(struct kmem_cache *cachep,
2803                                 struct kmem_cache_node *n, struct page *page,
2804                                 void **list)
2805 {
2806         /* move slabp to correct slabp list: */
2807         list_del(&page->lru);
2808         if (page->active == cachep->num) {
2809                 list_add(&page->lru, &n->slabs_full);
2810                 if (OBJFREELIST_SLAB(cachep)) {
2811 #if DEBUG
2812                         /* Poisoning will be done without holding the lock */
2813                         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2814                                 void **objp = page->freelist;
2815
2816                                 *objp = *list;
2817                                 *list = objp;
2818                         }
2819 #endif
2820                         page->freelist = NULL;
2821                 }
2822         } else
2823                 list_add(&page->lru, &n->slabs_partial);
2824 }
2825
2826 static struct page *get_first_slab(struct kmem_cache_node *n)
2827 {
2828         struct page *page;
2829
2830         page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_partial,
2831                         struct page, lru);
2832         if (!page) {
2833                 n->free_touched = 1;
2834                 page = list_first_entry_or_null(&n->slabs_free,
2835                                 struct page, lru);
2836         }
2837
2838         return page;
2839 }
2840
2841 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2842                                                         bool force_refill)
2843 {
2844         int batchcount;
2845         struct kmem_cache_node *n;
2846         struct array_cache *ac;
2847         int node;
2848         void *list = NULL;
2849
2850         check_irq_off();
2851         node = numa_mem_id();
2852         if (unlikely(force_refill))
2853                 goto force_grow;
2854 retry:
2855         ac = cpu_cache_get(cachep);
2856         batchcount = ac->batchcount;
2857         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2858                 /*
2859                  * If there was little recent activity on this cache, then
2860                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2861                  * refill bouncing.
2862                  */
2863                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2864         }
2865         n = get_node(cachep, node);
2866
2867         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2868         spin_lock(&n->list_lock);
2869
2870         /* See if we can refill from the shared array */
2871         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2872                 n->shared->touched = 1;
2873                 goto alloc_done;
2874         }
2875
2876         while (batchcount > 0) {
2877                 struct page *page;
2878                 /* Get slab alloc is to come from. */
2879                 page = get_first_slab(n);
2880                 if (!page)
2881                         goto must_grow;
2882
2883                 check_spinlock_acquired(cachep);
2884
2885                 /*
2886                  * The slab was either on partial or free list so
2887                  * there must be at least one object available for
2888                  * allocation.
2889                  */
2890                 BUG_ON(page->active >= cachep->num);
2891
2892                 while (page->active < cachep->num && batchcount--) {
2893                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
2894                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
2895                         STATS_SET_HIGH(cachep);
2896
2897                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, page));
2898                 }
2899
2900                 fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
2901         }
2902
2903 must_grow:
2904         n->free_objects -= ac->avail;
2905 alloc_done:
2906         spin_unlock(&n->list_lock);
2907         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
2908
2909         if (unlikely(!ac->avail)) {
2910                 int x;
2911 force_grow:
2912                 x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), node, NULL);
2913
2914                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
2915                 ac = cpu_cache_get(cachep);
2916                 node = numa_mem_id();
2917
2918                 /* no objects in sight? abort */
2919                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
2920                         return NULL;
2921
2922                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
2923                         goto retry;
2924         }
2925         ac->touched = 1;
2926
2927         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
2928 }
2929
2930 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
2931                                                 gfp_t flags)
2932 {
2933         might_sleep_if(gfpflags_allow_blocking(flags));
2934 #if DEBUG
2935         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2936 #endif
2937 }
2938
2939 #if DEBUG
2940 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
2941                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
2942 {
2943         if (!objp)
2944                 return objp;
2945         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2946                 check_poison_obj(cachep, objp);
2947                 slab_kernel_map(cachep, objp, 1, 0);
2948                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
2949         }
2950         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2951                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2952
2953         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2954                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
2955                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
2956                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
2957                                                 " object was overwritten");
2958                         printk(KERN_ERR
2959                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
2960                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
2961                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
2962                 }
2963                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2964                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
2965         }
2966
2967         objp += obj_offset(cachep);
2968         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
2969                 cachep->ctor(objp);
2970         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
2971             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
2972                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
2973                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
2974         }
2975         return objp;
2976 }
2977 #else
2978 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
2979 #endif
2980
2981 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2982 {
2983         void *objp;
2984         struct array_cache *ac;
2985         bool force_refill = false;
2986
2987         check_irq_off();
2988
2989         ac = cpu_cache_get(cachep);
2990         if (likely(ac->avail)) {
2991                 ac->touched = 1;
2992                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
2993
2994                 /*
2995                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
2996                  * by the current flags
2997                  */
2998                 if (objp) {
2999                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3000                         goto out;
3001                 }
3002                 force_refill = true;
3003         }
3004
3005         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3006         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
3007         /*
3008          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3009          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3010          */
3011         ac = cpu_cache_get(cachep);
3012
3013 out:
3014         /*
3015          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3016          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3017          * treat the array pointers as a reference to the object.
3018          */
3019         if (objp)
3020                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3021         return objp;
3022 }
3023
3024 #ifdef CONFIG_NUMA
3025 /*
3026  * Try allocating on another node if PFA_SPREAD_SLAB is a mempolicy is set.
3027  *
3028  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3029  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3030  */
3031 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3032 {
3033         int nid_alloc, nid_here;
3034
3035         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3036                 return NULL;
3037         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3038         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3039                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3040         else if (current->mempolicy)
3041                 nid_alloc = mempolicy_slab_node();
3042         if (nid_alloc != nid_here)
3043                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3044         return NULL;
3045 }
3046
3047 /*
3048  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3049  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3050  * available node for available objects. If that fails then we
3051  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3052  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3053  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3054  */
3055 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3056 {
3057         struct zonelist *zonelist;
3058         gfp_t local_flags;
3059         struct zoneref *z;
3060         struct zone *zone;
3061         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3062         void *obj = NULL;
3063         int nid;
3064         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3065
3066         if (flags & __GFP_THISNODE)
3067                 return NULL;
3068
3069         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3070
3071 retry_cpuset:
3072         cpuset_mems_cookie = read_mems_allowed_begin();
3073         zonelist = node_zonelist(mempolicy_slab_node(), flags);
3074
3075 retry:
3076         /*
3077          * Look through allowed nodes for objects available
3078          * from existing per node queues.
3079          */
3080         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3081                 nid = zone_to_nid(zone);
3082
3083                 if (cpuset_zone_allowed(zone, flags) &&
3084                         get_node(cache, nid) &&
3085                         get_node(cache, nid)->free_objects) {
3086                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3087                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3088                                 if (obj)
3089                                         break;
3090                 }
3091         }
3092
3093         if (!obj) {
3094                 /*
3095                  * This allocation will be performed within the constraints
3096                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3097                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3098                  * set and go into memory reserves if necessary.
3099                  */
3100                 struct page *page;
3101
3102                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3103                         local_irq_enable();
3104                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3105                 page = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3106                 if (gfpflags_allow_blocking(local_flags))
3107                         local_irq_disable();
3108                 if (page) {
3109                         /*
3110                          * Insert into the appropriate per node queues
3111                          */
3112                         nid = page_to_nid(page);
3113                         if (cache_grow(cache, flags, nid, page)) {
3114                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3115                                         gfp_exact_node(flags), nid);
3116                                 if (!obj)
3117                                         /*
3118                                          * Another processor may allocate the
3119                                          * objects in the slab since we are
3120                                          * not holding any locks.
3121                                          */
3122                                         goto retry;
3123                         } else {
3124                                 /* cache_grow already freed obj */
3125                                 obj = NULL;
3126                         }
3127                 }
3128         }
3129
3130         if (unlikely(!obj && read_mems_allowed_retry(cpuset_mems_cookie)))
3131                 goto retry_cpuset;
3132         return obj;
3133 }
3134
3135 /*
3136  * A interface to enable slab creation on nodeid
3137  */
3138 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3139                                 int nodeid)
3140 {
3141         struct page *page;
3142         struct kmem_cache_node *n;
3143         void *obj;
3144         void *list = NULL;
3145         int x;
3146
3147         VM_BUG_ON(nodeid < 0 || nodeid >= MAX_NUMNODES);
3148         n = get_node(cachep, nodeid);
3149         BUG_ON(!n);
3150
3151 retry:
3152         check_irq_off();
3153         spin_lock(&n->list_lock);
3154         page = get_first_slab(n);
3155         if (!page)
3156                 goto must_grow;
3157
3158         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3159
3160         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3161         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3162         STATS_SET_HIGH(cachep);
3163
3164         BUG_ON(page->active == cachep->num);
3165
3166         obj = slab_get_obj(cachep, page);
3167         n->free_objects--;
3168
3169         fixup_slab_list(cachep, n, page, &list);
3170
3171         spin_unlock(&n->list_lock);
3172         fixup_objfreelist_debug(cachep, &list);
3173         goto done;
3174
3175 must_grow:
3176         spin_unlock(&n->list_lock);
3177         x = cache_grow(cachep, gfp_exact_node(flags), nodeid, NULL);
3178         if (x)
3179                 goto retry;
3180
3181         return fallback_alloc(cachep, flags);
3182
3183 done:
3184         return obj;
3185 }
3186
3187 static __always_inline void *
3188 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3189                    unsigned long caller)
3190 {
3191         unsigned long save_flags;
3192         void *ptr;
3193         int slab_node = numa_mem_id();
3194
3195         flags &= gfp_allowed_mask;
3196         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3197         if (unlikely(!cachep))
3198                 return NULL;
3199
3200         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3201         local_irq_save(save_flags);
3202
3203         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3204                 nodeid = slab_node;
3205
3206         if (unlikely(!get_node(cachep, nodeid))) {
3207                 /* Node not bootstrapped yet */
3208                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3209                 goto out;
3210         }
3211
3212         if (nodeid == slab_node) {
3213                 /*
3214                  * Use the locally cached objects if possible.
3215                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3216                  * to other nodes. It may fail while we still have
3217                  * objects on other nodes available.
3218                  */
3219                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3220                 if (ptr)
3221                         goto out;
3222         }
3223         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3224         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3225   out:
3226         local_irq_restore(save_flags);
3227         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3228
3229         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && ptr)
3230                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3231
3232         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &ptr);
3233         return ptr;
3234 }
3235
3236 static __always_inline void *
3237 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3238 {
3239         void *objp;
3240
3241         if (current->mempolicy || cpuset_do_slab_mem_spread()) {
3242                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3243                 if (objp)
3244                         goto out;
3245         }
3246         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3247
3248         /*
3249          * We may just have run out of memory on the local node.
3250          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3251          */
3252         if (!objp)
3253                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3254
3255   out:
3256         return objp;
3257 }
3258 #else
3259
3260 static __always_inline void *
3261 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3262 {
3263         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3264 }
3265
3266 #endif /* CONFIG_NUMA */
3267
3268 static __always_inline void *
3269 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3270 {
3271         unsigned long save_flags;
3272         void *objp;
3273
3274         flags &= gfp_allowed_mask;
3275         cachep = slab_pre_alloc_hook(cachep, flags);
3276         if (unlikely(!cachep))
3277                 return NULL;
3278
3279         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3280         local_irq_save(save_flags);
3281         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3282         local_irq_restore(save_flags);
3283         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3284         prefetchw(objp);
3285
3286         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO) && objp)
3287                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3288
3289         slab_post_alloc_hook(cachep, flags, 1, &objp);
3290         return objp;
3291 }
3292
3293 /*
3294  * Caller needs to acquire correct kmem_cache_node's list_lock
3295  * @list: List of detached free slabs should be freed by caller
3296  */
3297 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp,
3298                         int nr_objects, int node, struct list_head *list)
3299 {
3300         int i;
3301         struct kmem_cache_node *n = get_node(cachep, node);
3302
3303         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3304                 void *objp;
3305                 struct page *page;
3306
3307                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3308                 objp = objpp[i];
3309
3310                 page = virt_to_head_page(objp);
3311                 list_del(&page->lru);
3312                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3313                 slab_put_obj(cachep, page, objp);
3314                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3315                 n->free_objects++;
3316
3317                 /* fixup slab chains */
3318                 if (page->active == 0) {
3319                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3320                                 n->free_objects -= cachep->num;
3321                                 list_add_tail(&page->lru, list);
3322                         } else {
3323                                 list_add(&page->lru, &n->slabs_free);
3324                         }
3325                 } else {
3326                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3327                          * partial list on free - maximum time for the
3328                          * other objects to be freed, too.
3329                          */
3330                         list_add_tail(&page->lru, &n->slabs_partial);
3331                 }
3332         }
3333 }
3334
3335 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3336 {
3337         int batchcount;
3338         struct kmem_cache_node *n;
3339         int node = numa_mem_id();
3340         LIST_HEAD(list);
3341
3342         batchcount = ac->batchcount;
3343
3344         check_irq_off();
3345         n = get_node(cachep, node);
3346         spin_lock(&n->list_lock);
3347         if (n->shared) {
3348                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3349                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3350                 if (max) {
3351                         if (batchcount > max)
3352                                 batchcount = max;
3353                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3354                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3355                         shared_array->avail += batchcount;
3356                         goto free_done;
3357                 }
3358         }
3359
3360         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node, &list);
3361 free_done:
3362 #if STATS
3363         {
3364                 int i = 0;
3365                 struct page *page;
3366
3367                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
3368                         BUG_ON(page->active);
3369
3370                         i++;
3371                 }
3372                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3373         }
3374 #endif
3375         spin_unlock(&n->list_lock);
3376         slabs_destroy(cachep, &list);
3377         ac->avail -= batchcount;
3378         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3379 }
3380
3381 /*
3382  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3383  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3384  */
3385 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3386                                 unsigned long caller)
3387 {
3388         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3389
3390         check_irq_off();
3391         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3392         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3393
3394         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3395
3396         /*
3397          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3398          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3399          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3400          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3401          * the cache.
3402          */
3403         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3404                 return;
3405
3406         if (ac->avail < ac->limit) {
3407                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3408         } else {
3409                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3410                 cache_flusharray(cachep, ac);
3411         }
3412
3413         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3414 }
3415
3416 /**
3417  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3418  * @cachep: The cache to allocate from.
3419  * @flags: See kmalloc().
3420  *
3421  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3422  * if the cache has no available objects.
3423  */
3424 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3425 {
3426         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3427
3428         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3429                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3430
3431         return ret;
3432 }
3433 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3434
3435 static __always_inline void
3436 cache_alloc_debugcheck_after_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags,
3437                                   size_t size, void **p, unsigned long caller)
3438 {
3439         size_t i;
3440
3441         for (i = 0; i < size; i++)
3442                 p[i] = cache_alloc_debugcheck_after(s, flags, p[i], caller);
3443 }
3444
3445 int kmem_cache_alloc_bulk(struct kmem_cache *s, gfp_t flags, size_t size,
3446                           void **p)
3447 {
3448         size_t i;
3449
3450         s = slab_pre_alloc_hook(s, flags);
3451         if (!s)
3452                 return 0;
3453
3454         cache_alloc_debugcheck_before(s, flags);
3455
3456         local_irq_disable();
3457         for (i = 0; i < size; i++) {
3458                 void *objp = __do_cache_alloc(s, flags);
3459
3460                 if (unlikely(!objp))
3461                         goto error;
3462                 p[i] = objp;
3463         }
3464         local_irq_enable();
3465
3466         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, size, p, _RET_IP_);
3467
3468         /* Clear memory outside IRQ disabled section */
3469         if (unlikely(flags & __GFP_ZERO))
3470                 for (i = 0; i < size; i++)
3471                         memset(p[i], 0, s->object_size);
3472
3473         slab_post_alloc_hook(s, flags, size, p);
3474         /* FIXME: Trace call missing. Christoph would like a bulk variant */
3475         return size;
3476 error:
3477         local_irq_enable();
3478         cache_alloc_debugcheck_after_bulk(s, flags, i, p, _RET_IP_);
3479         slab_post_alloc_hook(s, flags, i, p);
3480         __kmem_cache_free_bulk(s, i, p);
3481         return 0;
3482 }
3483 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_bulk);
3484
3485 #ifdef CONFIG_TRACING
3486 void *
3487 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3488 {
3489         void *ret;
3490
3491         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3492
3493         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3494                       size, cachep->size, flags);
3495         return ret;
3496 }
3497 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3498 #endif
3499
3500 #ifdef CONFIG_NUMA
3501 /**
3502  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3503  * @cachep: The cache to allocate from.
3504  * @flags: See kmalloc().
3505  * @nodeid: node number of the target node.
3506  *
3507  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3508  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3509  *
3510  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3511  */
3512 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3513 {
3514         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3515
3516         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3517                                     cachep->object_size, cachep->size,
3518                                     flags, nodeid);
3519
3520         return ret;
3521 }
3522 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3523
3524 #ifdef CONFIG_TRACING
3525 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3526                                   gfp_t flags,
3527                                   int nodeid,
3528                                   size_t size)
3529 {
3530         void *ret;
3531
3532         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3533
3534         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3535                            size, cachep->size,
3536                            flags, nodeid);
3537         return ret;
3538 }
3539 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3540 #endif
3541
3542 static __always_inline void *
3543 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3544 {
3545         struct kmem_cache *cachep;
3546
3547         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3548         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3549                 return cachep;
3550         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3551 }
3552
3553 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3554 {
3555         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3556 }
3557 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3558
3559 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3560                 int node, unsigned long caller)
3561 {
3562         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3563 }
3564 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3565 #endif /* CONFIG_NUMA */
3566
3567 /**
3568  * __do_kmalloc - allocate memory
3569  * @size: how many bytes of memory are required.
3570  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3571  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3572  */
3573 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3574                                           unsigned long caller)
3575 {
3576         struct kmem_cache *cachep;
3577         void *ret;
3578
3579         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3580         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3581                 return cachep;
3582         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3583
3584         trace_kmalloc(caller, ret,
3585                       size, cachep->size, flags);
3586
3587         return ret;
3588 }
3589
3590 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3591 {
3592         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3593 }
3594 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3595
3596 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3597 {
3598         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3599 }
3600 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3601
3602 /**
3603  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3604  * @cachep: The cache the allocation was from.
3605  * @objp: The previously allocated object.
3606  *
3607  * Free an object which was previously allocated from this
3608  * cache.
3609  */
3610 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3611 {
3612         unsigned long flags;
3613         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3614         if (!cachep)
3615                 return;
3616
3617         local_irq_save(flags);
3618         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3619         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3620                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3621         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3622         local_irq_restore(flags);
3623
3624         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3625 }
3626 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3627
3628 void kmem_cache_free_bulk(struct kmem_cache *orig_s, size_t size, void **p)
3629 {
3630         struct kmem_cache *s;
3631         size_t i;
3632
3633         local_irq_disable();
3634         for (i = 0; i < size; i++) {
3635                 void *objp = p[i];
3636
3637                 if (!orig_s) /* called via kfree_bulk */
3638                         s = virt_to_cache(objp);
3639                 else
3640                         s = cache_from_obj(orig_s, objp);
3641
3642                 debug_check_no_locks_freed(objp, s->object_size);
3643                 if (!(s->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3644                         debug_check_no_obj_freed(objp, s->object_size);
3645
3646                 __cache_free(s, objp, _RET_IP_);
3647         }
3648         local_irq_enable();
3649
3650         /* FIXME: add tracing */
3651 }
3652 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free_bulk);
3653
3654 /**
3655  * kfree - free previously allocated memory
3656  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3657  *
3658  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3659  *
3660  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3661  * or you will run into trouble.
3662  */
3663 void kfree(const void *objp)
3664 {
3665         struct kmem_cache *c;
3666         unsigned long flags;
3667
3668         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3669
3670         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3671                 return;
3672         local_irq_save(flags);
3673         kfree_debugcheck(objp);
3674         c = virt_to_cache(objp);
3675         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3676
3677         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3678         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3679         local_irq_restore(flags);
3680 }
3681 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3682
3683 /*
3684  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3685  */
3686 static int alloc_kmem_cache_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3687 {
3688         int node;
3689         struct kmem_cache_node *n;
3690         struct array_cache *new_shared;
3691         struct alien_cache **new_alien = NULL;
3692
3693         for_each_online_node(node) {
3694
3695                 if (use_alien_caches) {
3696                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3697                         if (!new_alien)
3698                                 goto fail;
3699                 }
3700
3701                 new_shared = NULL;
3702                 if (cachep->shared) {
3703                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3704                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3705                                         0xbaadf00d, gfp);
3706                         if (!new_shared) {
3707                                 free_alien_cache(new_alien);
3708                                 goto fail;
3709                         }
3710                 }
3711
3712                 n = get_node(cachep, node);
3713                 if (n) {
3714                         struct array_cache *shared = n->shared;
3715                         LIST_HEAD(list);
3716
3717                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3718
3719                         if (shared)
3720                                 free_block(cachep, shared->entry,
3721                                                 shared->avail, node, &list);
3722
3723                         n->shared = new_shared;
3724                         if (!n->alien) {
3725                                 n->alien = new_alien;
3726                                 new_alien = NULL;
3727                         }
3728                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3729                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3730                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3731                         slabs_destroy(cachep, &list);
3732                         kfree(shared);
3733                         free_alien_cache(new_alien);
3734                         continue;
3735                 }
3736                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3737                 if (!n) {
3738                         free_alien_cache(new_alien);
3739                         kfree(new_shared);
3740                         goto fail;
3741                 }
3742
3743                 kmem_cache_node_init(n);
3744                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE +
3745                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_NODE;
3746                 n->shared = new_shared;
3747                 n->alien = new_alien;
3748                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3749                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3750                 cachep->node[node] = n;
3751         }
3752         return 0;
3753
3754 fail:
3755         if (!cachep->list.next) {
3756                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3757                 node--;
3758                 while (node >= 0) {
3759                         n = get_node(cachep, node);
3760                         if (n) {
3761                                 kfree(n->shared);
3762                                 free_alien_cache(n->alien);
3763                                 kfree(n);
3764                                 cachep->node[node] = NULL;
3765                         }
3766                         node--;
3767                 }
3768         }
3769         return -ENOMEM;
3770 }
3771
3772 /* Always called with the slab_mutex held */
3773 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3774                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3775 {
3776         struct array_cache __percpu *cpu_cache, *prev;
3777         int cpu;
3778
3779         cpu_cache = alloc_kmem_cache_cpus(cachep, limit, batchcount);
3780         if (!cpu_cache)
3781                 return -ENOMEM;
3782
3783         prev = cachep->cpu_cache;
3784         cachep->cpu_cache = cpu_cache;
3785         kick_all_cpus_sync();
3786
3787         check_irq_on();
3788         cachep->batchcount = batchcount;
3789         cachep->limit = limit;
3790         cachep->shared = shared;
3791
3792         if (!prev)
3793                 goto alloc_node;
3794
3795         for_each_online_cpu(cpu) {
3796                 LIST_HEAD(list);
3797                 int node;
3798                 struct kmem_cache_node *n;
3799                 struct array_cache *ac = per_cpu_ptr(prev, cpu);
3800
3801                 node = cpu_to_mem(cpu);
3802                 n = get_node(cachep, node);
3803                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3804                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node, &list);
3805                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3806                 slabs_destroy(cachep, &list);
3807         }
3808         free_percpu(prev);
3809
3810 alloc_node:
3811         return alloc_kmem_cache_node(cachep, gfp);
3812 }
3813
3814 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3815                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3816 {
3817         int ret;
3818         struct kmem_cache *c;
3819
3820         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3821
3822         if (slab_state < FULL)
3823                 return ret;
3824
3825         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3826                 return ret;
3827
3828         lockdep_assert_held(&slab_mutex);
3829         for_each_memcg_cache(c, cachep) {
3830                 /* return value determined by the root cache only */
3831                 __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3832         }
3833
3834         return ret;
3835 }
3836
3837 /* Called with slab_mutex held always */
3838 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3839 {
3840         int err;
3841         int limit = 0;
3842         int shared = 0;
3843         int batchcount = 0;
3844
3845         if (!is_root_cache(cachep)) {
3846                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3847                 limit = root->limit;
3848                 shared = root->shared;
3849                 batchcount = root->batchcount;
3850         }
3851
3852         if (limit && shared && batchcount)
3853                 goto skip_setup;
3854         /*
3855          * The head array serves three purposes:
3856          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
3857          * - reduce the number of spinlock operations.
3858          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
3859          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
3860          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
3861          * Bonwick.
3862          */
3863         if (cachep->size > 131072)
3864                 limit = 1;
3865         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
3866                 limit = 8;
3867         else if (cachep->size > 1024)
3868                 limit = 24;
3869         else if (cachep->size > 256)
3870                 limit = 54;
3871         else
3872                 limit = 120;
3873
3874         /*
3875          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
3876          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
3877          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
3878          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
3879          * replaces Bonwick's magazine layer.
3880          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
3881          * to a larger limit. Thus disabled by default.
3882          */
3883         shared = 0;
3884         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
3885                 shared = 8;
3886
3887 #if DEBUG
3888         /*
3889          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
3890          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
3891          */
3892         if (limit > 32)
3893                 limit = 32;
3894 #endif
3895         batchcount = (limit + 1) / 2;
3896 skip_setup:
3897         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3898         if (err)
3899                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
3900                        cachep->name, -err);
3901         return err;
3902 }
3903
3904 /*
3905  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
3906  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
3907  * if drain_array() is used on the shared array.
3908  */
3909 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
3910                          struct array_cache *ac, int force, int node)
3911 {
3912         LIST_HEAD(list);
3913         int tofree;
3914
3915         if (!ac || !ac->avail)
3916                 return;
3917         if (ac->touched && !force) {
3918                 ac->touched = 0;
3919         } else {
3920                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
3921                 if (ac->avail) {
3922                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
3923                         if (tofree > ac->avail)
3924                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
3925                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node, &list);
3926                         ac->avail -= tofree;
3927                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
3928                                 sizeof(void *) * ac->avail);
3929                 }
3930                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3931                 slabs_destroy(cachep, &list);
3932         }
3933 }
3934
3935 /**
3936  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
3937  * @w: work descriptor
3938  *
3939  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
3940  * Purpose:
3941  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
3942  * - return freeable pages to the main free memory pool.
3943  *
3944  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
3945  * again on the next iteration.
3946  */
3947 static void cache_reap(struct work_struct *w)
3948 {
3949         struct kmem_cache *searchp;
3950         struct kmem_cache_node *n;
3951         int node = numa_mem_id();
3952         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
3953
3954         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
3955                 /* Give up. Setup the next iteration. */
3956                 goto out;
3957
3958         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
3959                 check_irq_on();
3960
3961                 /*
3962                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
3963                  * have established with reasonable certainty that
3964                  * we can do some work if the lock was obtained.
3965                  */
3966                 n = get_node(searchp, node);
3967
3968                 reap_alien(searchp, n);
3969
3970                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
3971
3972                 /*
3973                  * These are racy checks but it does not matter
3974                  * if we skip one check or scan twice.
3975                  */
3976                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
3977                         goto next;
3978
3979                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_NODE;
3980
3981                 drain_array(searchp, n, n->shared, 0, node);
3982
3983                 if (n->free_touched)
3984                         n->free_touched = 0;
3985                 else {
3986                         int freed;
3987
3988                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
3989                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
3990                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
3991                 }
3992 next:
3993                 cond_resched();
3994         }
3995         check_irq_on();
3996         mutex_unlock(&slab_mutex);
3997         next_reap_node();
3998 out:
3999         /* Set up the next iteration */
4000         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_AC));
4001 }
4002
4003 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4004 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4005 {
4006         struct page *page;
4007         unsigned long active_objs;
4008         unsigned long num_objs;
4009         unsigned long active_slabs = 0;
4010         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4011         const char *name;
4012         char *error = NULL;
4013         int node;
4014         struct kmem_cache_node *n;
4015
4016         active_objs = 0;
4017         num_slabs = 0;
4018         for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4019
4020                 check_irq_on();
4021                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4022
4023                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru) {
4024                         if (page->active != cachep->num && !error)
4025                                 error = "slabs_full accounting error";
4026                         active_objs += cachep->num;
4027                         active_slabs++;
4028                 }
4029                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru) {
4030                         if (page->active == cachep->num && !error)
4031                                 error = "slabs_partial accounting error";
4032                         if (!page->active && !error)
4033                                 error = "slabs_partial accounting error";
4034                         active_objs += page->active;
4035                         active_slabs++;
4036                 }
4037                 list_for_each_entry(page, &n->slabs_free, lru) {
4038                         if (page->active && !error)
4039                                 error = "slabs_free accounting error";
4040                         num_slabs++;
4041                 }
4042                 free_objects += n->free_objects;
4043                 if (n->shared)
4044                         shared_avail += n->shared->avail;
4045
4046                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4047         }
4048         num_slabs += active_slabs;
4049         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4050         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4051                 error = "free_objects accounting error";
4052
4053         name = cachep->name;
4054         if (error)
4055                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4056
4057         sinfo->active_objs = active_objs;
4058         sinfo->num_objs = num_objs;
4059         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4060         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4061         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4062         sinfo->limit = cachep->limit;
4063         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4064         sinfo->shared = cachep->shared;
4065         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4066         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4067 }
4068
4069 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4070 {
4071 #if STATS
4072         {                       /* node stats */
4073                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4074                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4075                 unsigned long grown = cachep->grown;
4076                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4077                 unsigned long errors = cachep->errors;
4078                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4079                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4080                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4081                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4082
4083                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4084                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4085                            allocs, high, grown,
4086                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4087                            node_frees, overflows);
4088         }
4089         /* cpu stats */
4090         {
4091                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4092                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4093                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4094                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4095
4096                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4097                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4098         }
4099 #endif
4100 }
4101
4102 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4103 /**
4104  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4105  * @file: unused
4106  * @buffer: user buffer
4107  * @count: data length
4108  * @ppos: unused
4109  */
4110 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4111                        size_t count, loff_t *ppos)
4112 {
4113         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4114         int limit, batchcount, shared, res;
4115         struct kmem_cache *cachep;
4116
4117         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4118                 return -EINVAL;
4119         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4120                 return -EFAULT;
4121         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4122
4123         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4124         if (!tmp)
4125                 return -EINVAL;
4126         *tmp = '\0';
4127         tmp++;
4128         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4129                 return -EINVAL;
4130
4131         /* Find the cache in the chain of caches. */
4132         mutex_lock(&slab_mutex);
4133         res = -EINVAL;
4134         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4135                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4136                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4137                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4138                                 res = 0;
4139                         } else {
4140                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4141                                                        batchcount, shared,
4142                                                        GFP_KERNEL);
4143                         }
4144                         break;
4145                 }
4146         }
4147         mutex_unlock(&slab_mutex);
4148         if (res >= 0)
4149                 res = count;
4150         return res;
4151 }
4152
4153 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4154
4155 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4156 {
4157         unsigned long *p;
4158         int l;
4159         if (!v)
4160                 return 1;
4161         l = n[1];
4162         p = n + 2;
4163         while (l) {
4164                 int i = l/2;
4165                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4166                 if (*q == v) {
4167                         q[1]++;
4168                         return 1;
4169                 }
4170                 if (*q > v) {
4171                         l = i;
4172                 } else {
4173                         p = q + 2;
4174                         l -= i + 1;
4175                 }
4176         }
4177         if (++n[1] == n[0])
4178                 return 0;
4179         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4180         p[0] = v;
4181         p[1] = 1;
4182         return 1;
4183 }
4184
4185 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c,
4186                                                 struct page *page)
4187 {
4188         void *p;
4189         int i, j;
4190         unsigned long v;
4191
4192         if (n[0] == n[1])
4193                 return;
4194         for (i = 0, p = page->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4195                 bool active = true;
4196
4197                 for (j = page->active; j < c->num; j++) {
4198                         if (get_free_obj(page, j) == i) {
4199                                 active = false;
4200                                 break;
4201                         }
4202                 }
4203
4204                 if (!active)
4205                         continue;
4206
4207                 /*
4208                  * probe_kernel_read() is used for DEBUG_PAGEALLOC. page table
4209                  * mapping is established when actual object allocation and
4210                  * we could mistakenly access the unmapped object in the cpu
4211                  * cache.
4212                  */
4213                 if (probe_kernel_read(&v, dbg_userword(c, p), sizeof(v)))
4214                         continue;
4215
4216                 if (!add_caller(n, v))
4217                         return;
4218         }
4219 }
4220
4221 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4222 {
4223 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4224         unsigned long offset, size;
4225         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4226
4227         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4228                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4229                 if (modname[0])
4230                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4231                 return;
4232         }
4233 #endif
4234         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4235 }
4236
4237 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4238 {
4239         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4240         struct page *page;
4241         struct kmem_cache_node *n;
4242         const char *name;
4243         unsigned long *x = m->private;
4244         int node;
4245         int i;
4246
4247         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4248                 return 0;
4249         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4250                 return 0;
4251
4252         /*
4253          * Set store_user_clean and start to grab stored user information
4254          * for all objects on this cache. If some alloc/free requests comes
4255          * during the processing, information would be wrong so restart
4256          * whole processing.
4257          */
4258         do {
4259                 set_store_user_clean(cachep);
4260                 drain_cpu_caches(cachep);
4261
4262                 x[1] = 0;
4263
4264                 for_each_kmem_cache_node(cachep, node, n) {
4265
4266                         check_irq_on();
4267                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
4268
4269                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_full, lru)
4270                                 handle_slab(x, cachep, page);
4271                         list_for_each_entry(page, &n->slabs_partial, lru)
4272                                 handle_slab(x, cachep, page);
4273                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4274                 }
4275         } while (!is_store_user_clean(cachep));
4276
4277         name = cachep->name;
4278         if (x[0] == x[1]) {
4279                 /* Increase the buffer size */
4280                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4281                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4282                 if (!m->private) {
4283                         /* Too bad, we are really out */
4284                         m->private = x;
4285                         mutex_lock(&slab_mutex);
4286                         return -ENOMEM;
4287                 }
4288                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4289                 kfree(x);
4290                 mutex_lock(&slab_mutex);
4291                 /* Now make sure this entry will be retried */
4292                 m->count = m->size;
4293                 return 0;
4294         }
4295         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4296                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4297                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4298                 seq_putc(m, '\n');
4299         }
4300
4301         return 0;
4302 }
4303
4304 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4305         .start = slab_start,
4306         .next = slab_next,
4307         .stop = slab_stop,
4308         .show = leaks_show,
4309 };
4310
4311 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4312 {
4313         unsigned long *n;
4314
4315         n = __seq_open_private(file, &slabstats_op, PAGE_SIZE);
4316         if (!n)
4317                 return -ENOMEM;
4318
4319         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4320
4321         return 0;
4322 }
4323
4324 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4325         .open           = slabstats_open,
4326         .read           = seq_read,
4327         .llseek         = seq_lseek,
4328         .release        = seq_release_private,
4329 };
4330 #endif
4331
4332 static int __init slab_proc_init(void)
4333 {
4334 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4335         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4336 #endif
4337         return 0;
4338 }
4339 module_init(slab_proc_init);
4340 #endif
4341
4342 /**
4343  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4344  * @objp: Pointer to the object
4345  *
4346  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4347  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4348  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4349  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4350  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4351  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4352  * must not be freed during the duration of the call.
4353  */
4354 size_t ksize(const void *objp)
4355 {
4356         BUG_ON(!objp);
4357         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4358                 return 0;
4359
4360         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4361 }
4362 EXPORT_SYMBOL(ksize);