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