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