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