Merge branch 'for-3.7' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tj/wq
[linux-3.10.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        "slab.h"
91 #include        <linux/mm.h>
92 #include        <linux/poison.h>
93 #include        <linux/swap.h>
94 #include        <linux/cache.h>
95 #include        <linux/interrupt.h>
96 #include        <linux/init.h>
97 #include        <linux/compiler.h>
98 #include        <linux/cpuset.h>
99 #include        <linux/proc_fs.h>
100 #include        <linux/seq_file.h>
101 #include        <linux/notifier.h>
102 #include        <linux/kallsyms.h>
103 #include        <linux/cpu.h>
104 #include        <linux/sysctl.h>
105 #include        <linux/module.h>
106 #include        <linux/rcupdate.h>
107 #include        <linux/string.h>
108 #include        <linux/uaccess.h>
109 #include        <linux/nodemask.h>
110 #include        <linux/kmemleak.h>
111 #include        <linux/mempolicy.h>
112 #include        <linux/mutex.h>
113 #include        <linux/fault-inject.h>
114 #include        <linux/rtmutex.h>
115 #include        <linux/reciprocal_div.h>
116 #include        <linux/debugobjects.h>
117 #include        <linux/kmemcheck.h>
118 #include        <linux/memory.h>
119 #include        <linux/prefetch.h>
120
121 #include        <net/sock.h>
122
123 #include        <asm/cacheflush.h>
124 #include        <asm/tlbflush.h>
125 #include        <asm/page.h>
126
127 #include <trace/events/kmem.h>
128
129 #include        "internal.h"
130
131 /*
132  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
133  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
134  *
135  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
136  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
137  *
138  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
139  */
140
141 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
142 #define DEBUG           1
143 #define STATS           1
144 #define FORCED_DEBUG    1
145 #else
146 #define DEBUG           0
147 #define STATS           0
148 #define FORCED_DEBUG    0
149 #endif
150
151 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
152 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
153 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
154
155 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
156 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
157 #endif
158
159 /*
160  * true if a page was allocated from pfmemalloc reserves for network-based
161  * swap
162  */
163 static bool pfmemalloc_active __read_mostly;
164
165 /* Legal flag mask for kmem_cache_create(). */
166 #if DEBUG
167 # define CREATE_MASK    (SLAB_RED_ZONE | \
168                          SLAB_POISON | SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
169                          SLAB_CACHE_DMA | \
170                          SLAB_STORE_USER | \
171                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
172                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
173                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE | SLAB_NOTRACK)
174 #else
175 # define CREATE_MASK    (SLAB_HWCACHE_ALIGN | \
176                          SLAB_CACHE_DMA | \
177                          SLAB_RECLAIM_ACCOUNT | SLAB_PANIC | \
178                          SLAB_DESTROY_BY_RCU | SLAB_MEM_SPREAD | \
179                          SLAB_DEBUG_OBJECTS | SLAB_NOLEAKTRACE | SLAB_NOTRACK)
180 #endif
181
182 /*
183  * kmem_bufctl_t:
184  *
185  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
186  * linked offsets.
187  *
188  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
189  * slab an object belongs to.
190  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
191  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
192  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
193  * that does not use off-slab slabs.
194  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
195  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
196  * to have too many per slab.
197  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
198  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
199  */
200
201 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
202 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
203 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
204 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
205 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
206
207 /*
208  * struct slab_rcu
209  *
210  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
211  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
212  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
213  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
214  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
215  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
216  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
217  *
218  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
219  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
220  */
221 struct slab_rcu {
222         struct rcu_head head;
223         struct kmem_cache *cachep;
224         void *addr;
225 };
226
227 /*
228  * struct slab
229  *
230  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
231  * for a slab, or allocated from an general cache.
232  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
233  */
234 struct slab {
235         union {
236                 struct {
237                         struct list_head list;
238                         unsigned long colouroff;
239                         void *s_mem;            /* including colour offset */
240                         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
241                         kmem_bufctl_t free;
242                         unsigned short nodeid;
243                 };
244                 struct slab_rcu __slab_cover_slab_rcu;
245         };
246 };
247
248 /*
249  * struct array_cache
250  *
251  * Purpose:
252  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
253  * - reduce the number of linked list operations
254  * - reduce spinlock operations
255  *
256  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
257  * footprint.
258  *
259  */
260 struct array_cache {
261         unsigned int avail;
262         unsigned int limit;
263         unsigned int batchcount;
264         unsigned int touched;
265         spinlock_t lock;
266         void *entry[];  /*
267                          * Must have this definition in here for the proper
268                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
269                          * the entries.
270                          *
271                          * Entries should not be directly dereferenced as
272                          * entries belonging to slabs marked pfmemalloc will
273                          * have the lower bits set SLAB_OBJ_PFMEMALLOC
274                          */
275 };
276
277 #define SLAB_OBJ_PFMEMALLOC     1
278 static inline bool is_obj_pfmemalloc(void *objp)
279 {
280         return (unsigned long)objp & SLAB_OBJ_PFMEMALLOC;
281 }
282
283 static inline void set_obj_pfmemalloc(void **objp)
284 {
285         *objp = (void *)((unsigned long)*objp | SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
286         return;
287 }
288
289 static inline void clear_obj_pfmemalloc(void **objp)
290 {
291         *objp = (void *)((unsigned long)*objp & ~SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
292 }
293
294 /*
295  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
296  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
297  */
298 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
299 struct arraycache_init {
300         struct array_cache cache;
301         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
302 };
303
304 /*
305  * The slab lists for all objects.
306  */
307 struct kmem_list3 {
308         struct list_head slabs_partial; /* partial list first, better asm code */
309         struct list_head slabs_full;
310         struct list_head slabs_free;
311         unsigned long free_objects;
312         unsigned int free_limit;
313         unsigned int colour_next;       /* Per-node cache coloring */
314         spinlock_t list_lock;
315         struct array_cache *shared;     /* shared per node */
316         struct array_cache **alien;     /* on other nodes */
317         unsigned long next_reap;        /* updated without locking */
318         int free_touched;               /* updated without locking */
319 };
320
321 /*
322  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
323  */
324 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
325 static struct kmem_list3 __initdata initkmem_list3[NUM_INIT_LISTS];
326 #define CACHE_CACHE 0
327 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
328 #define SIZE_L3 (2 * MAX_NUMNODES)
329
330 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
331                         struct kmem_list3 *l3, int tofree);
332 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
333                         int node);
334 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
335 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
336
337 /*
338  * This function must be completely optimized away if a constant is passed to
339  * it.  Mostly the same as what is in linux/slab.h except it returns an index.
340  */
341 static __always_inline int index_of(const size_t size)
342 {
343         extern void __bad_size(void);
344
345         if (__builtin_constant_p(size)) {
346                 int i = 0;
347
348 #define CACHE(x) \
349         if (size <=x) \
350                 return i; \
351         else \
352                 i++;
353 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
354 #undef CACHE
355                 __bad_size();
356         } else
357                 __bad_size();
358         return 0;
359 }
360
361 static int slab_early_init = 1;
362
363 #define INDEX_AC index_of(sizeof(struct arraycache_init))
364 #define INDEX_L3 index_of(sizeof(struct kmem_list3))
365
366 static void kmem_list3_init(struct kmem_list3 *parent)
367 {
368         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
369         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
370         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
371         parent->shared = NULL;
372         parent->alien = NULL;
373         parent->colour_next = 0;
374         spin_lock_init(&parent->list_lock);
375         parent->free_objects = 0;
376         parent->free_touched = 0;
377 }
378
379 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
380         do {                                                            \
381                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
382                 list_splice(&(cachep->nodelists[nodeid]->slab), listp); \
383         } while (0)
384
385 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
386         do {                                                            \
387         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
388         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
389         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
390         } while (0)
391
392 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
393 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
394
395 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
396 /*
397  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
398  * cpucache drain/refill cycles.
399  *
400  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
401  * which could lock up otherwise freeable slabs.
402  */
403 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
404 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
405
406 #if STATS
407 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
408 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
409 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
410 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
411 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
412 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
413         do {                                                            \
414                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
415                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
416         } while (0)
417 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
418 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
419 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
420 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
421 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
422         do {                                                            \
423                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
424                         (x)->max_freeable = i;                          \
425         } while (0)
426 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
427 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
428 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
429 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
430 #else
431 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
432 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
433 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
434 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
435 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
436 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
437 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
438 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
439 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
440 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
441 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
442 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
443 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
444 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
445 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
446 #endif
447
448 #if DEBUG
449
450 /*
451  * memory layout of objects:
452  * 0            : objp
453  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
454  *              the end of an object is aligned with the end of the real
455  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
456  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
457  *              redzone word.
458  * cachep->obj_offset: The real object.
459  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
460  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
461  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
462  */
463 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
464 {
465         return cachep->obj_offset;
466 }
467
468 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
469 {
470         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
471         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
472                                       sizeof(unsigned long long));
473 }
474
475 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
476 {
477         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
478         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
479                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
480                                               sizeof(unsigned long long) -
481                                               REDZONE_ALIGN);
482         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
483                                        sizeof(unsigned long long));
484 }
485
486 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
487 {
488         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
489         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
490 }
491
492 #else
493
494 #define obj_offset(x)                   0
495 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
496 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
497 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
498
499 #endif
500
501 #ifdef CONFIG_TRACING
502 size_t slab_buffer_size(struct kmem_cache *cachep)
503 {
504         return cachep->size;
505 }
506 EXPORT_SYMBOL(slab_buffer_size);
507 #endif
508
509 /*
510  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
511  * overridden on the command line.
512  */
513 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
514 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
515 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
516 static bool slab_max_order_set __initdata;
517
518 static inline struct kmem_cache *page_get_cache(struct page *page)
519 {
520         page = compound_head(page);
521         BUG_ON(!PageSlab(page));
522         return page->slab_cache;
523 }
524
525 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
526 {
527         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
528         return page->slab_cache;
529 }
530
531 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
532 {
533         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
534
535         VM_BUG_ON(!PageSlab(page));
536         return page->slab_page;
537 }
538
539 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
540                                  unsigned int idx)
541 {
542         return slab->s_mem + cache->size * idx;
543 }
544
545 /*
546  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
547  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
548  *   we can replace (offset / cache->size) by
549  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
550  */
551 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
552                                         const struct slab *slab, void *obj)
553 {
554         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
555         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
556 }
557
558 /*
559  * These are the default caches for kmalloc. Custom caches can have other sizes.
560  */
561 struct cache_sizes malloc_sizes[] = {
562 #define CACHE(x) { .cs_size = (x) },
563 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
564         CACHE(ULONG_MAX)
565 #undef CACHE
566 };
567 EXPORT_SYMBOL(malloc_sizes);
568
569 /* Must match cache_sizes above. Out of line to keep cache footprint low. */
570 struct cache_names {
571         char *name;
572         char *name_dma;
573 };
574
575 static struct cache_names __initdata cache_names[] = {
576 #define CACHE(x) { .name = "size-" #x, .name_dma = "size-" #x "(DMA)" },
577 #include <linux/kmalloc_sizes.h>
578         {NULL,}
579 #undef CACHE
580 };
581
582 static struct arraycache_init initarray_cache __initdata =
583     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
584 static struct arraycache_init initarray_generic =
585     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
586
587 /* internal cache of cache description objs */
588 static struct kmem_list3 *cache_cache_nodelists[MAX_NUMNODES];
589 static struct kmem_cache cache_cache = {
590         .nodelists = cache_cache_nodelists,
591         .batchcount = 1,
592         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
593         .shared = 1,
594         .size = sizeof(struct kmem_cache),
595         .name = "kmem_cache",
596 };
597
598 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
599
600 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
601
602 /*
603  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
604  * for other slabs "off slab".
605  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
606  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
607  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
608  *
609  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
610  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
611  * then comes back up during hotplug
612  */
613 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
614 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
615
616 static struct lock_class_key debugobj_l3_key;
617 static struct lock_class_key debugobj_alc_key;
618
619 static void slab_set_lock_classes(struct kmem_cache *cachep,
620                 struct lock_class_key *l3_key, struct lock_class_key *alc_key,
621                 int q)
622 {
623         struct array_cache **alc;
624         struct kmem_list3 *l3;
625         int r;
626
627         l3 = cachep->nodelists[q];
628         if (!l3)
629                 return;
630
631         lockdep_set_class(&l3->list_lock, l3_key);
632         alc = l3->alien;
633         /*
634          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
635          * should go away when common slab code is taught to
636          * work even without alien caches.
637          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
638          * for alloc_alien_cache,
639          */
640         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
641                 return;
642         for_each_node(r) {
643                 if (alc[r])
644                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock, alc_key);
645         }
646 }
647
648 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
649 {
650         slab_set_lock_classes(cachep, &debugobj_l3_key, &debugobj_alc_key, node);
651 }
652
653 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
654 {
655         int node;
656
657         for_each_online_node(node)
658                 slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
659 }
660
661 static void init_node_lock_keys(int q)
662 {
663         struct cache_sizes *s = malloc_sizes;
664
665         if (slab_state < UP)
666                 return;
667
668         for (s = malloc_sizes; s->cs_size != ULONG_MAX; s++) {
669                 struct kmem_list3 *l3;
670
671                 l3 = s->cs_cachep->nodelists[q];
672                 if (!l3 || OFF_SLAB(s->cs_cachep))
673                         continue;
674
675                 slab_set_lock_classes(s->cs_cachep, &on_slab_l3_key,
676                                 &on_slab_alc_key, q);
677         }
678 }
679
680 static inline void init_lock_keys(void)
681 {
682         int node;
683
684         for_each_node(node)
685                 init_node_lock_keys(node);
686 }
687 #else
688 static void init_node_lock_keys(int q)
689 {
690 }
691
692 static inline void init_lock_keys(void)
693 {
694 }
695
696 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
697 {
698 }
699
700 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
701 {
702 }
703 #endif
704
705 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
706
707 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
708 {
709         return cachep->array[smp_processor_id()];
710 }
711
712 static inline struct kmem_cache *__find_general_cachep(size_t size,
713                                                         gfp_t gfpflags)
714 {
715         struct cache_sizes *csizep = malloc_sizes;
716
717 #if DEBUG
718         /* This happens if someone tries to call
719          * kmem_cache_create(), or __kmalloc(), before
720          * the generic caches are initialized.
721          */
722         BUG_ON(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep == NULL);
723 #endif
724         if (!size)
725                 return ZERO_SIZE_PTR;
726
727         while (size > csizep->cs_size)
728                 csizep++;
729
730         /*
731          * Really subtle: The last entry with cs->cs_size==ULONG_MAX
732          * has cs_{dma,}cachep==NULL. Thus no special case
733          * for large kmalloc calls required.
734          */
735 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
736         if (unlikely(gfpflags & GFP_DMA))
737                 return csizep->cs_dmacachep;
738 #endif
739         return csizep->cs_cachep;
740 }
741
742 static struct kmem_cache *kmem_find_general_cachep(size_t size, gfp_t gfpflags)
743 {
744         return __find_general_cachep(size, gfpflags);
745 }
746
747 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
748 {
749         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
750 }
751
752 /*
753  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
754  */
755 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
756                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
757                            unsigned int *num)
758 {
759         int nr_objs;
760         size_t mgmt_size;
761         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
762
763         /*
764          * The slab management structure can be either off the slab or
765          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
766          * slab is used for:
767          *
768          * - The struct slab
769          * - One kmem_bufctl_t for each object
770          * - Padding to respect alignment of @align
771          * - @buffer_size bytes for each object
772          *
773          * If the slab management structure is off the slab, then the
774          * alignment will already be calculated into the size. Because
775          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
776          * correct alignment when allocated.
777          */
778         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
779                 mgmt_size = 0;
780                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
781
782                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
783                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
784         } else {
785                 /*
786                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
787                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
788                  * least @align. In the worst case, this result will
789                  * be one greater than the number of objects that fit
790                  * into the memory allocation when taking the padding
791                  * into account.
792                  */
793                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
794                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
795
796                 /*
797                  * This calculated number will be either the right
798                  * amount, or one greater than what we want.
799                  */
800                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
801                        > slab_size)
802                         nr_objs--;
803
804                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
805                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
806
807                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
808         }
809         *num = nr_objs;
810         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
811 }
812
813 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
814
815 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
816                         char *msg)
817 {
818         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
819                function, cachep->name, msg);
820         dump_stack();
821 }
822
823 /*
824  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
825  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
826  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
827  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
828  * line
829   */
830
831 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
832 static int __init noaliencache_setup(char *s)
833 {
834         use_alien_caches = 0;
835         return 1;
836 }
837 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
838
839 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
840 {
841         get_option(&str, &slab_max_order);
842         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
843                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
844         slab_max_order_set = true;
845
846         return 1;
847 }
848 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
849
850 #ifdef CONFIG_NUMA
851 /*
852  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
853  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
854  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
855  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
856  */
857 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
858
859 static void init_reap_node(int cpu)
860 {
861         int node;
862
863         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
864         if (node == MAX_NUMNODES)
865                 node = first_node(node_online_map);
866
867         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
868 }
869
870 static void next_reap_node(void)
871 {
872         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
873
874         node = next_node(node, node_online_map);
875         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
876                 node = first_node(node_online_map);
877         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
878 }
879
880 #else
881 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
882 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
883 #endif
884
885 /*
886  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
887  * via the workqueue/eventd.
888  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
889  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
890  * lock.
891  */
892 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
893 {
894         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
895
896         /*
897          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
898          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
899          * at that time.
900          */
901         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
902                 init_reap_node(cpu);
903                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
904                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
905                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
906         }
907 }
908
909 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
910                                             int batchcount, gfp_t gfp)
911 {
912         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
913         struct array_cache *nc = NULL;
914
915         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
916         /*
917          * The array_cache structures contain pointers to free object.
918          * However, when such objects are allocated or transferred to another
919          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
920          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
921          * not scan such objects.
922          */
923         kmemleak_no_scan(nc);
924         if (nc) {
925                 nc->avail = 0;
926                 nc->limit = entries;
927                 nc->batchcount = batchcount;
928                 nc->touched = 0;
929                 spin_lock_init(&nc->lock);
930         }
931         return nc;
932 }
933
934 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct slab *slabp)
935 {
936         struct page *page = virt_to_page(slabp->s_mem);
937
938         return PageSlabPfmemalloc(page);
939 }
940
941 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
942 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
943                                                 struct array_cache *ac)
944 {
945         struct kmem_list3 *l3 = cachep->nodelists[numa_mem_id()];
946         struct slab *slabp;
947         unsigned long flags;
948
949         if (!pfmemalloc_active)
950                 return;
951
952         spin_lock_irqsave(&l3->list_lock, flags);
953         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
954                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
955                         goto out;
956
957         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
958                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
959                         goto out;
960
961         list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list)
962                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
963                         goto out;
964
965         pfmemalloc_active = false;
966 out:
967         spin_unlock_irqrestore(&l3->list_lock, flags);
968 }
969
970 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
971                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
972 {
973         int i;
974         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
975
976         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
977         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
978                 struct kmem_list3 *l3;
979
980                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
981                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
982                         return objp;
983                 }
984
985                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
986                 for (i = 0; i < ac->avail; i++) {
987                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
988                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
989                                 objp = ac->entry[i];
990                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
991                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
992                                 return objp;
993                         }
994                 }
995
996                 /*
997                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
998                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
999                  */
1000                 l3 = cachep->nodelists[numa_mem_id()];
1001                 if (!list_empty(&l3->slabs_free) && force_refill) {
1002                         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1003                         ClearPageSlabPfmemalloc(virt_to_head_page(slabp->s_mem));
1004                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
1005                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
1006                         return objp;
1007                 }
1008
1009                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
1010                 ac->avail++;
1011                 objp = NULL;
1012         }
1013
1014         return objp;
1015 }
1016
1017 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
1018                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
1019 {
1020         void *objp;
1021
1022         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
1023                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
1024         else
1025                 objp = ac->entry[--ac->avail];
1026
1027         return objp;
1028 }
1029
1030 static void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
1031                                                                 void *objp)
1032 {
1033         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
1034                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
1035                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
1036                 if (PageSlabPfmemalloc(page))
1037                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
1038         }
1039
1040         return objp;
1041 }
1042
1043 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
1044                                                                 void *objp)
1045 {
1046         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
1047                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
1048
1049         ac->entry[ac->avail++] = objp;
1050 }
1051
1052 /*
1053  * Transfer objects in one arraycache to another.
1054  * Locking must be handled by the caller.
1055  *
1056  * Return the number of entries transferred.
1057  */
1058 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
1059                 struct array_cache *from, unsigned int max)
1060 {
1061         /* Figure out how many entries to transfer */
1062         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
1063
1064         if (!nr)
1065                 return 0;
1066
1067         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
1068                         sizeof(void *) *nr);
1069
1070         from->avail -= nr;
1071         to->avail += nr;
1072         return nr;
1073 }
1074
1075 #ifndef CONFIG_NUMA
1076
1077 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
1078 #define reap_alien(cachep, l3) do { } while (0)
1079
1080 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1081 {
1082         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
1083 }
1084
1085 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1086 {
1087 }
1088
1089 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1090 {
1091         return 0;
1092 }
1093
1094 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
1095                 gfp_t flags)
1096 {
1097         return NULL;
1098 }
1099
1100 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
1101                  gfp_t flags, int nodeid)
1102 {
1103         return NULL;
1104 }
1105
1106 #else   /* CONFIG_NUMA */
1107
1108 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1109 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1110
1111 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1112 {
1113         struct array_cache **ac_ptr;
1114         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1115         int i;
1116
1117         if (limit > 1)
1118                 limit = 12;
1119         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
1120         if (ac_ptr) {
1121                 for_each_node(i) {
1122                         if (i == node || !node_online(i))
1123                                 continue;
1124                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
1125                         if (!ac_ptr[i]) {
1126                                 for (i--; i >= 0; i--)
1127                                         kfree(ac_ptr[i]);
1128                                 kfree(ac_ptr);
1129                                 return NULL;
1130                         }
1131                 }
1132         }
1133         return ac_ptr;
1134 }
1135
1136 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1137 {
1138         int i;
1139
1140         if (!ac_ptr)
1141                 return;
1142         for_each_node(i)
1143             kfree(ac_ptr[i]);
1144         kfree(ac_ptr);
1145 }
1146
1147 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1148                                 struct array_cache *ac, int node)
1149 {
1150         struct kmem_list3 *rl3 = cachep->nodelists[node];
1151
1152         if (ac->avail) {
1153                 spin_lock(&rl3->list_lock);
1154                 /*
1155                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1156                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1157                  * into the free lists and getting them back later.
1158                  */
1159                 if (rl3->shared)
1160                         transfer_objects(rl3->shared, ac, ac->limit);
1161
1162                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1163                 ac->avail = 0;
1164                 spin_unlock(&rl3->list_lock);
1165         }
1166 }
1167
1168 /*
1169  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1170  */
1171 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3)
1172 {
1173         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1174
1175         if (l3->alien) {
1176                 struct array_cache *ac = l3->alien[node];
1177
1178                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1179                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1180                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1181                 }
1182         }
1183 }
1184
1185 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1186                                 struct array_cache **alien)
1187 {
1188         int i = 0;
1189         struct array_cache *ac;
1190         unsigned long flags;
1191
1192         for_each_online_node(i) {
1193                 ac = alien[i];
1194                 if (ac) {
1195                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1196                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1197                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1198                 }
1199         }
1200 }
1201
1202 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1203 {
1204         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1205         int nodeid = slabp->nodeid;
1206         struct kmem_list3 *l3;
1207         struct array_cache *alien = NULL;
1208         int node;
1209
1210         node = numa_mem_id();
1211
1212         /*
1213          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1214          * cache on this cpu.
1215          */
1216         if (likely(slabp->nodeid == node))
1217                 return 0;
1218
1219         l3 = cachep->nodelists[node];
1220         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1221         if (l3->alien && l3->alien[nodeid]) {
1222                 alien = l3->alien[nodeid];
1223                 spin_lock(&alien->lock);
1224                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1225                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1226                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1227                 }
1228                 ac_put_obj(cachep, alien, objp);
1229                 spin_unlock(&alien->lock);
1230         } else {
1231                 spin_lock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1232                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1233                 spin_unlock(&(cachep->nodelists[nodeid])->list_lock);
1234         }
1235         return 1;
1236 }
1237 #endif
1238
1239 /*
1240  * Allocates and initializes nodelists for a node on each slab cache, used for
1241  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_list3
1242  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1243  * When hotplugging memory or a cpu, existing nodelists are not replaced if
1244  * already in use.
1245  *
1246  * Must hold slab_mutex.
1247  */
1248 static int init_cache_nodelists_node(int node)
1249 {
1250         struct kmem_cache *cachep;
1251         struct kmem_list3 *l3;
1252         const int memsize = sizeof(struct kmem_list3);
1253
1254         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1255                 /*
1256                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1257                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1258                  * node has not already allocated this
1259                  */
1260                 if (!cachep->nodelists[node]) {
1261                         l3 = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1262                         if (!l3)
1263                                 return -ENOMEM;
1264                         kmem_list3_init(l3);
1265                         l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1266                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1267
1268                         /*
1269                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1270                          * go.  slab_mutex is sufficient
1271                          * protection here.
1272                          */
1273                         cachep->nodelists[node] = l3;
1274                 }
1275
1276                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1277                 cachep->nodelists[node]->free_limit =
1278                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1279                         cachep->batchcount + cachep->num;
1280                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
1281         }
1282         return 0;
1283 }
1284
1285 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1286 {
1287         struct kmem_cache *cachep;
1288         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1289         int node = cpu_to_mem(cpu);
1290         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1291
1292         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1293                 struct array_cache *nc;
1294                 struct array_cache *shared;
1295                 struct array_cache **alien;
1296
1297                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1298                 nc = cachep->array[cpu];
1299                 cachep->array[cpu] = NULL;
1300                 l3 = cachep->nodelists[node];
1301
1302                 if (!l3)
1303                         goto free_array_cache;
1304
1305                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1306
1307                 /* Free limit for this kmem_list3 */
1308                 l3->free_limit -= cachep->batchcount;
1309                 if (nc)
1310                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1311
1312                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1313                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1314                         goto free_array_cache;
1315                 }
1316
1317                 shared = l3->shared;
1318                 if (shared) {
1319                         free_block(cachep, shared->entry,
1320                                    shared->avail, node);
1321                         l3->shared = NULL;
1322                 }
1323
1324                 alien = l3->alien;
1325                 l3->alien = NULL;
1326
1327                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1328
1329                 kfree(shared);
1330                 if (alien) {
1331                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1332                         free_alien_cache(alien);
1333                 }
1334 free_array_cache:
1335                 kfree(nc);
1336         }
1337         /*
1338          * In the previous loop, all the objects were freed to
1339          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1340          * shrink each nodelist to its limit.
1341          */
1342         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1343                 l3 = cachep->nodelists[node];
1344                 if (!l3)
1345                         continue;
1346                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1347         }
1348 }
1349
1350 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1351 {
1352         struct kmem_cache *cachep;
1353         struct kmem_list3 *l3 = NULL;
1354         int node = cpu_to_mem(cpu);
1355         int err;
1356
1357         /*
1358          * We need to do this right in the beginning since
1359          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1360          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1361          * kmem_list3 and not this cpu's kmem_list3
1362          */
1363         err = init_cache_nodelists_node(node);
1364         if (err < 0)
1365                 goto bad;
1366
1367         /*
1368          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1369          * array caches
1370          */
1371         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1372                 struct array_cache *nc;
1373                 struct array_cache *shared = NULL;
1374                 struct array_cache **alien = NULL;
1375
1376                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1377                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1378                 if (!nc)
1379                         goto bad;
1380                 if (cachep->shared) {
1381                         shared = alloc_arraycache(node,
1382                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1383                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1384                         if (!shared) {
1385                                 kfree(nc);
1386                                 goto bad;
1387                         }
1388                 }
1389                 if (use_alien_caches) {
1390                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1391                         if (!alien) {
1392                                 kfree(shared);
1393                                 kfree(nc);
1394                                 goto bad;
1395                         }
1396                 }
1397                 cachep->array[cpu] = nc;
1398                 l3 = cachep->nodelists[node];
1399                 BUG_ON(!l3);
1400
1401                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
1402                 if (!l3->shared) {
1403                         /*
1404                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1405                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1406                          */
1407                         l3->shared = shared;
1408                         shared = NULL;
1409                 }
1410 #ifdef CONFIG_NUMA
1411                 if (!l3->alien) {
1412                         l3->alien = alien;
1413                         alien = NULL;
1414                 }
1415 #endif
1416                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
1417                 kfree(shared);
1418                 free_alien_cache(alien);
1419                 if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS)
1420                         slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
1421         }
1422         init_node_lock_keys(node);
1423
1424         return 0;
1425 bad:
1426         cpuup_canceled(cpu);
1427         return -ENOMEM;
1428 }
1429
1430 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1431                                     unsigned long action, void *hcpu)
1432 {
1433         long cpu = (long)hcpu;
1434         int err = 0;
1435
1436         switch (action) {
1437         case CPU_UP_PREPARE:
1438         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1439                 mutex_lock(&slab_mutex);
1440                 err = cpuup_prepare(cpu);
1441                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1442                 break;
1443         case CPU_ONLINE:
1444         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1445                 start_cpu_timer(cpu);
1446                 break;
1447 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1448         case CPU_DOWN_PREPARE:
1449         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1450                 /*
1451                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1452                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1453                  * anything expensive but will only modify reap_work
1454                  * and reschedule the timer.
1455                 */
1456                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1457                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1458                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1459                 break;
1460         case CPU_DOWN_FAILED:
1461         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1462                 start_cpu_timer(cpu);
1463                 break;
1464         case CPU_DEAD:
1465         case CPU_DEAD_FROZEN:
1466                 /*
1467                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1468                  * kmem_list3 of any cache. This to avoid a race between
1469                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1470                  * memory from the node of the cpu going down.  The list3
1471                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1472                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1473                  */
1474                 /* fall through */
1475 #endif
1476         case CPU_UP_CANCELED:
1477         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1478                 mutex_lock(&slab_mutex);
1479                 cpuup_canceled(cpu);
1480                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1481                 break;
1482         }
1483         return notifier_from_errno(err);
1484 }
1485
1486 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1487         &cpuup_callback, NULL, 0
1488 };
1489
1490 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1491 /*
1492  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1493  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1494  * removed.
1495  *
1496  * Must hold slab_mutex.
1497  */
1498 static int __meminit drain_cache_nodelists_node(int node)
1499 {
1500         struct kmem_cache *cachep;
1501         int ret = 0;
1502
1503         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1504                 struct kmem_list3 *l3;
1505
1506                 l3 = cachep->nodelists[node];
1507                 if (!l3)
1508                         continue;
1509
1510                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
1511
1512                 if (!list_empty(&l3->slabs_full) ||
1513                     !list_empty(&l3->slabs_partial)) {
1514                         ret = -EBUSY;
1515                         break;
1516                 }
1517         }
1518         return ret;
1519 }
1520
1521 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1522                                         unsigned long action, void *arg)
1523 {
1524         struct memory_notify *mnb = arg;
1525         int ret = 0;
1526         int nid;
1527
1528         nid = mnb->status_change_nid;
1529         if (nid < 0)
1530                 goto out;
1531
1532         switch (action) {
1533         case MEM_GOING_ONLINE:
1534                 mutex_lock(&slab_mutex);
1535                 ret = init_cache_nodelists_node(nid);
1536                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1537                 break;
1538         case MEM_GOING_OFFLINE:
1539                 mutex_lock(&slab_mutex);
1540                 ret = drain_cache_nodelists_node(nid);
1541                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1542                 break;
1543         case MEM_ONLINE:
1544         case MEM_OFFLINE:
1545         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1546         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1547                 break;
1548         }
1549 out:
1550         return notifier_from_errno(ret);
1551 }
1552 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1553
1554 /*
1555  * swap the static kmem_list3 with kmalloced memory
1556  */
1557 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *list,
1558                                 int nodeid)
1559 {
1560         struct kmem_list3 *ptr;
1561
1562         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), GFP_NOWAIT, nodeid);
1563         BUG_ON(!ptr);
1564
1565         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_list3));
1566         /*
1567          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1568          */
1569         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1570
1571         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1572         cachep->nodelists[nodeid] = ptr;
1573 }
1574
1575 /*
1576  * For setting up all the kmem_list3s for cache whose buffer_size is same as
1577  * size of kmem_list3.
1578  */
1579 static void __init set_up_list3s(struct kmem_cache *cachep, int index)
1580 {
1581         int node;
1582
1583         for_each_online_node(node) {
1584                 cachep->nodelists[node] = &initkmem_list3[index + node];
1585                 cachep->nodelists[node]->next_reap = jiffies +
1586                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1587                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1588         }
1589 }
1590
1591 /*
1592  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1593  * before smp_init().
1594  */
1595 void __init kmem_cache_init(void)
1596 {
1597         size_t left_over;
1598         struct cache_sizes *sizes;
1599         struct cache_names *names;
1600         int i;
1601         int order;
1602         int node;
1603
1604         if (num_possible_nodes() == 1)
1605                 use_alien_caches = 0;
1606
1607         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++) {
1608                 kmem_list3_init(&initkmem_list3[i]);
1609                 if (i < MAX_NUMNODES)
1610                         cache_cache.nodelists[i] = NULL;
1611         }
1612         set_up_list3s(&cache_cache, CACHE_CACHE);
1613
1614         /*
1615          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1616          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1617          * not overridden on the command line.
1618          */
1619         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1620                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1621
1622         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1623          * from caches that do not exist yet:
1624          * 1) initialize the cache_cache cache: it contains the struct
1625          *    kmem_cache structures of all caches, except cache_cache itself:
1626          *    cache_cache is statically allocated.
1627          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1628          *    kmem_list3 structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1629          *    array at the end of the bootstrap.
1630          * 2) Create the first kmalloc cache.
1631          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1632          *    An __init data area is used for the head array.
1633          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1634          *    head arrays.
1635          * 4) Replace the __init data head arrays for cache_cache and the first
1636          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1637          * 5) Replace the __init data for kmem_list3 for cache_cache and
1638          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1639          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1640          */
1641
1642         node = numa_mem_id();
1643
1644         /* 1) create the cache_cache */
1645         INIT_LIST_HEAD(&slab_caches);
1646         list_add(&cache_cache.list, &slab_caches);
1647         cache_cache.colour_off = cache_line_size();
1648         cache_cache.array[smp_processor_id()] = &initarray_cache.cache;
1649         cache_cache.nodelists[node] = &initkmem_list3[CACHE_CACHE + node];
1650
1651         /*
1652          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1653          */
1654         cache_cache.size = offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1655                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_list3 *);
1656         cache_cache.object_size = cache_cache.size;
1657         cache_cache.size = ALIGN(cache_cache.size,
1658                                         cache_line_size());
1659         cache_cache.reciprocal_buffer_size =
1660                 reciprocal_value(cache_cache.size);
1661
1662         for (order = 0; order < MAX_ORDER; order++) {
1663                 cache_estimate(order, cache_cache.size,
1664                         cache_line_size(), 0, &left_over, &cache_cache.num);
1665                 if (cache_cache.num)
1666                         break;
1667         }
1668         BUG_ON(!cache_cache.num);
1669         cache_cache.gfporder = order;
1670         cache_cache.colour = left_over / cache_cache.colour_off;
1671         cache_cache.slab_size = ALIGN(cache_cache.num * sizeof(kmem_bufctl_t) +
1672                                       sizeof(struct slab), cache_line_size());
1673
1674         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1675         sizes = malloc_sizes;
1676         names = cache_names;
1677
1678         /*
1679          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1680          * kmem_list3 structures first.  Without this, further allocations will
1681          * bug.
1682          */
1683
1684         sizes[INDEX_AC].cs_cachep = __kmem_cache_create(names[INDEX_AC].name,
1685                                         sizes[INDEX_AC].cs_size,
1686                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1687                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1688                                         NULL);
1689
1690         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1691                 sizes[INDEX_L3].cs_cachep =
1692                         __kmem_cache_create(names[INDEX_L3].name,
1693                                 sizes[INDEX_L3].cs_size,
1694                                 ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1695                                 ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1696                                 NULL);
1697         }
1698
1699         slab_early_init = 0;
1700
1701         while (sizes->cs_size != ULONG_MAX) {
1702                 /*
1703                  * For performance, all the general caches are L1 aligned.
1704                  * This should be particularly beneficial on SMP boxes, as it
1705                  * eliminates "false sharing".
1706                  * Note for systems short on memory removing the alignment will
1707                  * allow tighter packing of the smaller caches.
1708                  */
1709                 if (!sizes->cs_cachep) {
1710                         sizes->cs_cachep = __kmem_cache_create(names->name,
1711                                         sizes->cs_size,
1712                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1713                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_PANIC,
1714                                         NULL);
1715                 }
1716 #ifdef CONFIG_ZONE_DMA
1717                 sizes->cs_dmacachep = __kmem_cache_create(
1718                                         names->name_dma,
1719                                         sizes->cs_size,
1720                                         ARCH_KMALLOC_MINALIGN,
1721                                         ARCH_KMALLOC_FLAGS|SLAB_CACHE_DMA|
1722                                                 SLAB_PANIC,
1723                                         NULL);
1724 #endif
1725                 sizes++;
1726                 names++;
1727         }
1728         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1729         {
1730                 struct array_cache *ptr;
1731
1732                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1733
1734                 BUG_ON(cpu_cache_get(&cache_cache) != &initarray_cache.cache);
1735                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(&cache_cache),
1736                        sizeof(struct arraycache_init));
1737                 /*
1738                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1739                  */
1740                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1741
1742                 cache_cache.array[smp_processor_id()] = ptr;
1743
1744                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1745
1746                 BUG_ON(cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep)
1747                        != &initarray_generic.cache);
1748                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep),
1749                        sizeof(struct arraycache_init));
1750                 /*
1751                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1752                  */
1753                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1754
1755                 malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep->array[smp_processor_id()] =
1756                     ptr;
1757         }
1758         /* 5) Replace the bootstrap kmem_list3's */
1759         {
1760                 int nid;
1761
1762                 for_each_online_node(nid) {
1763                         init_list(&cache_cache, &initkmem_list3[CACHE_CACHE + nid], nid);
1764
1765                         init_list(malloc_sizes[INDEX_AC].cs_cachep,
1766                                   &initkmem_list3[SIZE_AC + nid], nid);
1767
1768                         if (INDEX_AC != INDEX_L3) {
1769                                 init_list(malloc_sizes[INDEX_L3].cs_cachep,
1770                                           &initkmem_list3[SIZE_L3 + nid], nid);
1771                         }
1772                 }
1773         }
1774
1775         slab_state = UP;
1776 }
1777
1778 void __init kmem_cache_init_late(void)
1779 {
1780         struct kmem_cache *cachep;
1781
1782         slab_state = UP;
1783
1784         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1785         init_lock_keys();
1786
1787         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1788         mutex_lock(&slab_mutex);
1789         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1790                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1791                         BUG();
1792         mutex_unlock(&slab_mutex);
1793
1794         /* Done! */
1795         slab_state = FULL;
1796
1797         /*
1798          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1799          * cpu_cache_get for all new cpus
1800          */
1801         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1802
1803 #ifdef CONFIG_NUMA
1804         /*
1805          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1806          * nodelists.
1807          */
1808         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1809 #endif
1810
1811         /*
1812          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1813          * of the kernel is not yet operational.
1814          */
1815 }
1816
1817 static int __init cpucache_init(void)
1818 {
1819         int cpu;
1820
1821         /*
1822          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1823          */
1824         for_each_online_cpu(cpu)
1825                 start_cpu_timer(cpu);
1826
1827         /* Done! */
1828         slab_state = FULL;
1829         return 0;
1830 }
1831 __initcall(cpucache_init);
1832
1833 static noinline void
1834 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1835 {
1836         struct kmem_list3 *l3;
1837         struct slab *slabp;
1838         unsigned long flags;
1839         int node;
1840
1841         printk(KERN_WARNING
1842                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1843                 nodeid, gfpflags);
1844         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1845                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1846
1847         for_each_online_node(node) {
1848                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1849                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1850
1851                 l3 = cachep->nodelists[node];
1852                 if (!l3)
1853                         continue;
1854
1855                 spin_lock_irqsave(&l3->list_lock, flags);
1856                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
1857                         active_objs += cachep->num;
1858                         active_slabs++;
1859                 }
1860                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
1861                         active_objs += slabp->inuse;
1862                         active_slabs++;
1863                 }
1864                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list)
1865                         num_slabs++;
1866
1867                 free_objects += l3->free_objects;
1868                 spin_unlock_irqrestore(&l3->list_lock, flags);
1869
1870                 num_slabs += active_slabs;
1871                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1872                 printk(KERN_WARNING
1873                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1874                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1875                         free_objects);
1876         }
1877 }
1878
1879 /*
1880  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1881  *
1882  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1883  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1884  * would be relatively rare and ignorable.
1885  */
1886 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1887 {
1888         struct page *page;
1889         int nr_pages;
1890         int i;
1891
1892 #ifndef CONFIG_MMU
1893         /*
1894          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1895          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1896          */
1897         flags |= __GFP_COMP;
1898 #endif
1899
1900         flags |= cachep->allocflags;
1901         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1902                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1903
1904         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1905         if (!page) {
1906                 if (!(flags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1907                         slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1908                 return NULL;
1909         }
1910
1911         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1912         if (unlikely(page->pfmemalloc))
1913                 pfmemalloc_active = true;
1914
1915         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1916         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1917                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1918                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1919         else
1920                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1921                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1922         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1923                 __SetPageSlab(page + i);
1924
1925                 if (page->pfmemalloc)
1926                         SetPageSlabPfmemalloc(page + i);
1927         }
1928
1929         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1930                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1931
1932                 if (cachep->ctor)
1933                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1934                 else
1935                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1936         }
1937
1938         return page_address(page);
1939 }
1940
1941 /*
1942  * Interface to system's page release.
1943  */
1944 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1945 {
1946         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1947         struct page *page = virt_to_page(addr);
1948         const unsigned long nr_freed = i;
1949
1950         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1951
1952         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1953                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1954                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1955         else
1956                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1957                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1958         while (i--) {
1959                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1960                 __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1961                 __ClearPageSlab(page);
1962                 page++;
1963         }
1964         if (current->reclaim_state)
1965                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1966         free_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1967 }
1968
1969 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1970 {
1971         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1972         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1973
1974         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1975         if (OFF_SLAB(cachep))
1976                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1977 }
1978
1979 #if DEBUG
1980
1981 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1982 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1983                             unsigned long caller)
1984 {
1985         int size = cachep->object_size;
1986
1987         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1988
1989         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1990                 return;
1991
1992         *addr++ = 0x12345678;
1993         *addr++ = caller;
1994         *addr++ = smp_processor_id();
1995         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1996         {
1997                 unsigned long *sptr = &caller;
1998                 unsigned long svalue;
1999
2000                 while (!kstack_end(sptr)) {
2001                         svalue = *sptr++;
2002                         if (kernel_text_address(svalue)) {
2003                                 *addr++ = svalue;
2004                                 size -= sizeof(unsigned long);
2005                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
2006                                         break;
2007                         }
2008                 }
2009
2010         }
2011         *addr++ = 0x87654321;
2012 }
2013 #endif
2014
2015 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
2016 {
2017         int size = cachep->object_size;
2018         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
2019
2020         memset(addr, val, size);
2021         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
2022 }
2023
2024 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
2025 {
2026         int i;
2027         unsigned char error = 0;
2028         int bad_count = 0;
2029
2030         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
2031         for (i = 0; i < limit; i++) {
2032                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
2033                         error = data[offset + i];
2034                         bad_count++;
2035                 }
2036         }
2037         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
2038                         &data[offset], limit, 1);
2039
2040         if (bad_count == 1) {
2041                 error ^= POISON_FREE;
2042                 if (!(error & (error - 1))) {
2043                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
2044                                         "bad RAM.\n");
2045 #ifdef CONFIG_X86
2046                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
2047                                         "test tool.\n");
2048 #else
2049                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
2050 #endif
2051                 }
2052         }
2053 }
2054 #endif
2055
2056 #if DEBUG
2057
2058 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
2059 {
2060         int i, size;
2061         char *realobj;
2062
2063         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2064                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
2065                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
2066                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
2067         }
2068
2069         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
2070                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>]",
2071                         *dbg_userword(cachep, objp));
2072                 print_symbol("(%s)",
2073                                 (unsigned long)*dbg_userword(cachep, objp));
2074                 printk("\n");
2075         }
2076         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2077         size = cachep->object_size;
2078         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
2079                 int limit;
2080                 limit = 16;
2081                 if (i + limit > size)
2082                         limit = size - i;
2083                 dump_line(realobj, i, limit);
2084         }
2085 }
2086
2087 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
2088 {
2089         char *realobj;
2090         int size, i;
2091         int lines = 0;
2092
2093         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2094         size = cachep->object_size;
2095
2096         for (i = 0; i < size; i++) {
2097                 char exp = POISON_FREE;
2098                 if (i == size - 1)
2099                         exp = POISON_END;
2100                 if (realobj[i] != exp) {
2101                         int limit;
2102                         /* Mismatch ! */
2103                         /* Print header */
2104                         if (lines == 0) {
2105                                 printk(KERN_ERR
2106                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
2107                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
2108                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
2109                         }
2110                         /* Hexdump the affected line */
2111                         i = (i / 16) * 16;
2112                         limit = 16;
2113                         if (i + limit > size)
2114                                 limit = size - i;
2115                         dump_line(realobj, i, limit);
2116                         i += 16;
2117                         lines++;
2118                         /* Limit to 5 lines */
2119                         if (lines > 5)
2120                                 break;
2121                 }
2122         }
2123         if (lines != 0) {
2124                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
2125                  * exist:
2126                  */
2127                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
2128                 unsigned int objnr;
2129
2130                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2131                 if (objnr) {
2132                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
2133                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2134                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
2135                                realobj, size);
2136                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
2137                 }
2138                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
2139                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
2140                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
2141                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
2142                                realobj, size);
2143                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
2144                 }
2145         }
2146 }
2147 #endif
2148
2149 #if DEBUG
2150 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2151 {
2152         int i;
2153         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2154                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2155
2156                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2157 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2158                         if (cachep->size % PAGE_SIZE == 0 &&
2159                                         OFF_SLAB(cachep))
2160                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2161                                         cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
2162                         else
2163                                 check_poison_obj(cachep, objp);
2164 #else
2165                         check_poison_obj(cachep, objp);
2166 #endif
2167                 }
2168                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2169                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2170                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
2171                                            "was overwritten");
2172                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2173                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
2174                                            "was overwritten");
2175                 }
2176         }
2177 }
2178 #else
2179 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2180 {
2181 }
2182 #endif
2183
2184 /**
2185  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
2186  * @cachep: cache pointer being destroyed
2187  * @slabp: slab pointer being destroyed
2188  *
2189  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
2190  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
2191  * cache-lock is not held/needed.
2192  */
2193 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2194 {
2195         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
2196
2197         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
2198         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
2199                 struct slab_rcu *slab_rcu;
2200
2201                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
2202                 slab_rcu->cachep = cachep;
2203                 slab_rcu->addr = addr;
2204                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
2205         } else {
2206                 kmem_freepages(cachep, addr);
2207                 if (OFF_SLAB(cachep))
2208                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
2209         }
2210 }
2211
2212 static void __kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2213 {
2214         int i;
2215         struct kmem_list3 *l3;
2216
2217         for_each_online_cpu(i)
2218             kfree(cachep->array[i]);
2219
2220         /* NUMA: free the list3 structures */
2221         for_each_online_node(i) {
2222                 l3 = cachep->nodelists[i];
2223                 if (l3) {
2224                         kfree(l3->shared);
2225                         free_alien_cache(l3->alien);
2226                         kfree(l3);
2227                 }
2228         }
2229         kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2230 }
2231
2232
2233 /**
2234  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2235  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2236  * @size: size of objects to be created in this cache.
2237  * @align: required alignment for the objects.
2238  * @flags: slab allocation flags
2239  *
2240  * Also calculates the number of objects per slab.
2241  *
2242  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2243  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2244  * towards high-order requests, this should be changed.
2245  */
2246 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2247                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2248 {
2249         unsigned long offslab_limit;
2250         size_t left_over = 0;
2251         int gfporder;
2252
2253         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2254                 unsigned int num;
2255                 size_t remainder;
2256
2257                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2258                 if (!num)
2259                         continue;
2260
2261                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2262                         /*
2263                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2264                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2265                          * looping condition in cache_grow().
2266                          */
2267                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2268                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2269
2270                         if (num > offslab_limit)
2271                                 break;
2272                 }
2273
2274                 /* Found something acceptable - save it away */
2275                 cachep->num = num;
2276                 cachep->gfporder = gfporder;
2277                 left_over = remainder;
2278
2279                 /*
2280                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2281                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2282                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2283                  */
2284                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2285                         break;
2286
2287                 /*
2288                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2289                  * currently bad for the gfp()s.
2290                  */
2291                 if (gfporder >= slab_max_order)
2292                         break;
2293
2294                 /*
2295                  * Acceptable internal fragmentation?
2296                  */
2297                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2298                         break;
2299         }
2300         return left_over;
2301 }
2302
2303 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2304 {
2305         if (slab_state >= FULL)
2306                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2307
2308         if (slab_state == DOWN) {
2309                 /*
2310                  * Note: the first kmem_cache_create must create the cache
2311                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2312                  * further caches will BUG().
2313                  */
2314                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2315
2316                 /*
2317                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_list3)) is
2318                  * the first cache, then we need to set up all its list3s,
2319                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2320                  */
2321                 set_up_list3s(cachep, SIZE_AC);
2322                 if (INDEX_AC == INDEX_L3)
2323                         slab_state = PARTIAL_L3;
2324                 else
2325                         slab_state = PARTIAL_ARRAYCACHE;
2326         } else {
2327                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2328                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2329
2330                 if (slab_state == PARTIAL_ARRAYCACHE) {
2331                         set_up_list3s(cachep, SIZE_L3);
2332                         slab_state = PARTIAL_L3;
2333                 } else {
2334                         int node;
2335                         for_each_online_node(node) {
2336                                 cachep->nodelists[node] =
2337                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3),
2338                                                 gfp, node);
2339                                 BUG_ON(!cachep->nodelists[node]);
2340                                 kmem_list3_init(cachep->nodelists[node]);
2341                         }
2342                 }
2343         }
2344         cachep->nodelists[numa_mem_id()]->next_reap =
2345                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2346                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2347
2348         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2349         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2350         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2351         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2352         cachep->batchcount = 1;
2353         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2354         return 0;
2355 }
2356
2357 /**
2358  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2359  * @name: A string which is used in /proc/slabinfo to identify this cache.
2360  * @size: The size of objects to be created in this cache.
2361  * @align: The required alignment for the objects.
2362  * @flags: SLAB flags
2363  * @ctor: A constructor for the objects.
2364  *
2365  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2366  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2367  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2368  *
2369  * @name must be valid until the cache is destroyed. This implies that
2370  * the module calling this has to destroy the cache before getting unloaded.
2371  *
2372  * The flags are
2373  *
2374  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2375  * to catch references to uninitialised memory.
2376  *
2377  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2378  * for buffer overruns.
2379  *
2380  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2381  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2382  * as davem.
2383  */
2384 struct kmem_cache *
2385 __kmem_cache_create (const char *name, size_t size, size_t align,
2386         unsigned long flags, void (*ctor)(void *))
2387 {
2388         size_t left_over, slab_size, ralign;
2389         struct kmem_cache *cachep = NULL;
2390         gfp_t gfp;
2391
2392 #if DEBUG
2393 #if FORCED_DEBUG
2394         /*
2395          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2396          * large objects, if the increased size would increase the object size
2397          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2398          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2399          */
2400         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2401                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2402                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2403         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2404                 flags |= SLAB_POISON;
2405 #endif
2406         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2407                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2408 #endif
2409         /*
2410          * Always checks flags, a caller might be expecting debug support which
2411          * isn't available.
2412          */
2413         BUG_ON(flags & ~CREATE_MASK);
2414
2415         /*
2416          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2417          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2418          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2419          */
2420         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2421                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2422                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2423         }
2424
2425         /* calculate the final buffer alignment: */
2426
2427         /* 1) arch recommendation: can be overridden for debug */
2428         if (flags & SLAB_HWCACHE_ALIGN) {
2429                 /*
2430                  * Default alignment: as specified by the arch code.  Except if
2431                  * an object is really small, then squeeze multiple objects into
2432                  * one cacheline.
2433                  */
2434                 ralign = cache_line_size();
2435                 while (size <= ralign / 2)
2436                         ralign /= 2;
2437         } else {
2438                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2439         }
2440
2441         /*
2442          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2443          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2444          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2445          */
2446         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2447                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2448
2449         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2450                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2451                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2452                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2453                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2454                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2455         }
2456
2457         /* 2) arch mandated alignment */
2458         if (ralign < ARCH_SLAB_MINALIGN) {
2459                 ralign = ARCH_SLAB_MINALIGN;
2460         }
2461         /* 3) caller mandated alignment */
2462         if (ralign < align) {
2463                 ralign = align;
2464         }
2465         /* disable debug if necessary */
2466         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2467                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2468         /*
2469          * 4) Store it.
2470          */
2471         align = ralign;
2472
2473         if (slab_is_available())
2474                 gfp = GFP_KERNEL;
2475         else
2476                 gfp = GFP_NOWAIT;
2477
2478         /* Get cache's description obj. */
2479         cachep = kmem_cache_zalloc(&cache_cache, gfp);
2480         if (!cachep)
2481                 return NULL;
2482
2483         cachep->nodelists = (struct kmem_list3 **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
2484         cachep->object_size = size;
2485         cachep->align = align;
2486 #if DEBUG
2487
2488         /*
2489          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2490          * into align above.
2491          */
2492         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2493                 /* add space for red zone words */
2494                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2495                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2496         }
2497         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2498                 /* user store requires one word storage behind the end of
2499                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2500                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2501                  */
2502                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2503                         size += REDZONE_ALIGN;
2504                 else
2505                         size += BYTES_PER_WORD;
2506         }
2507 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2508         if (size >= malloc_sizes[INDEX_L3 + 1].cs_size
2509             && cachep->object_size > cache_line_size() && ALIGN(size, align) < PAGE_SIZE) {
2510                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, align);
2511                 size = PAGE_SIZE;
2512         }
2513 #endif
2514 #endif
2515
2516         /*
2517          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2518          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2519          * it too early on. Always use on-slab management when
2520          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2521          */
2522         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2523             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2524                 /*
2525                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2526                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2527                  */
2528                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2529
2530         size = ALIGN(size, align);
2531
2532         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, align, flags);
2533
2534         if (!cachep->num) {
2535                 printk(KERN_ERR
2536                        "kmem_cache_create: couldn't create cache %s.\n", name);
2537                 kmem_cache_free(&cache_cache, cachep);
2538                 return NULL;
2539         }
2540         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2541                           + sizeof(struct slab), align);
2542
2543         /*
2544          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2545          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2546          */
2547         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2548                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2549                 left_over -= slab_size;
2550         }
2551
2552         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2553                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2554                 slab_size =
2555                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2556
2557 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2558                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2559                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2560                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2561                  */
2562                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2563                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2564 #endif
2565         }
2566
2567         cachep->colour_off = cache_line_size();
2568         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2569         if (cachep->colour_off < align)
2570                 cachep->colour_off = align;
2571         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2572         cachep->slab_size = slab_size;
2573         cachep->flags = flags;
2574         cachep->allocflags = 0;
2575         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2576                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2577         cachep->size = size;
2578         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2579
2580         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2581                 cachep->slabp_cache = kmem_find_general_cachep(slab_size, 0u);
2582                 /*
2583                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2584                  * But since we go off slab only for object size greater than
2585                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2586                  * this should not happen at all.
2587                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2588                  */
2589                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2590         }
2591         cachep->ctor = ctor;
2592         cachep->name = name;
2593
2594         if (setup_cpu_cache(cachep, gfp)) {
2595                 __kmem_cache_destroy(cachep);
2596                 return NULL;
2597         }
2598
2599         if (flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS) {
2600                 /*
2601                  * Would deadlock through slab_destroy()->call_rcu()->
2602                  * debug_object_activate()->kmem_cache_alloc().
2603                  */
2604                 WARN_ON_ONCE(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU);
2605
2606                 slab_set_debugobj_lock_classes(cachep);
2607         }
2608
2609         /* cache setup completed, link it into the list */
2610         list_add(&cachep->list, &slab_caches);
2611         return cachep;
2612 }
2613
2614 #if DEBUG
2615 static void check_irq_off(void)
2616 {
2617         BUG_ON(!irqs_disabled());
2618 }
2619
2620 static void check_irq_on(void)
2621 {
2622         BUG_ON(irqs_disabled());
2623 }
2624
2625 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2626 {
2627 #ifdef CONFIG_SMP
2628         check_irq_off();
2629         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[numa_mem_id()]->list_lock);
2630 #endif
2631 }
2632
2633 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2634 {
2635 #ifdef CONFIG_SMP
2636         check_irq_off();
2637         assert_spin_locked(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2638 #endif
2639 }
2640
2641 #else
2642 #define check_irq_off() do { } while(0)
2643 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2644 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2645 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2646 #endif
2647
2648 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
2649                         struct array_cache *ac,
2650                         int force, int node);
2651
2652 static void do_drain(void *arg)
2653 {
2654         struct kmem_cache *cachep = arg;
2655         struct array_cache *ac;
2656         int node = numa_mem_id();
2657
2658         check_irq_off();
2659         ac = cpu_cache_get(cachep);
2660         spin_lock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2661         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2662         spin_unlock(&cachep->nodelists[node]->list_lock);
2663         ac->avail = 0;
2664 }
2665
2666 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2667 {
2668         struct kmem_list3 *l3;
2669         int node;
2670
2671         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2672         check_irq_on();
2673         for_each_online_node(node) {
2674                 l3 = cachep->nodelists[node];
2675                 if (l3 && l3->alien)
2676                         drain_alien_cache(cachep, l3->alien);
2677         }
2678
2679         for_each_online_node(node) {
2680                 l3 = cachep->nodelists[node];
2681                 if (l3)
2682                         drain_array(cachep, l3, l3->shared, 1, node);
2683         }
2684 }
2685
2686 /*
2687  * Remove slabs from the list of free slabs.
2688  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2689  *
2690  * Returns the actual number of slabs released.
2691  */
2692 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2693                         struct kmem_list3 *l3, int tofree)
2694 {
2695         struct list_head *p;
2696         int nr_freed;
2697         struct slab *slabp;
2698
2699         nr_freed = 0;
2700         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&l3->slabs_free)) {
2701
2702                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
2703                 p = l3->slabs_free.prev;
2704                 if (p == &l3->slabs_free) {
2705                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2706                         goto out;
2707                 }
2708
2709                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2710 #if DEBUG
2711                 BUG_ON(slabp->inuse);
2712 #endif
2713                 list_del(&slabp->list);
2714                 /*
2715                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2716                  * to the cache.
2717                  */
2718                 l3->free_objects -= cache->num;
2719                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
2720                 slab_destroy(cache, slabp);
2721                 nr_freed++;
2722         }
2723 out:
2724         return nr_freed;
2725 }
2726
2727 /* Called with slab_mutex held to protect against cpu hotplug */
2728 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2729 {
2730         int ret = 0, i = 0;
2731         struct kmem_list3 *l3;
2732
2733         drain_cpu_caches(cachep);
2734
2735         check_irq_on();
2736         for_each_online_node(i) {
2737                 l3 = cachep->nodelists[i];
2738                 if (!l3)
2739                         continue;
2740
2741                 drain_freelist(cachep, l3, l3->free_objects);
2742
2743                 ret += !list_empty(&l3->slabs_full) ||
2744                         !list_empty(&l3->slabs_partial);
2745         }
2746         return (ret ? 1 : 0);
2747 }
2748
2749 /**
2750  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2751  * @cachep: The cache to shrink.
2752  *
2753  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2754  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2755  */
2756 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2757 {
2758         int ret;
2759         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2760
2761         get_online_cpus();
2762         mutex_lock(&slab_mutex);
2763         ret = __cache_shrink(cachep);
2764         mutex_unlock(&slab_mutex);
2765         put_online_cpus();
2766         return ret;
2767 }
2768 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2769
2770 /**
2771  * kmem_cache_destroy - delete a cache
2772  * @cachep: the cache to destroy
2773  *
2774  * Remove a &struct kmem_cache object from the slab cache.
2775  *
2776  * It is expected this function will be called by a module when it is
2777  * unloaded.  This will remove the cache completely, and avoid a duplicate
2778  * cache being allocated each time a module is loaded and unloaded, if the
2779  * module doesn't have persistent in-kernel storage across loads and unloads.
2780  *
2781  * The cache must be empty before calling this function.
2782  *
2783  * The caller must guarantee that no one will allocate memory from the cache
2784  * during the kmem_cache_destroy().
2785  */
2786 void kmem_cache_destroy(struct kmem_cache *cachep)
2787 {
2788         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2789
2790         /* Find the cache in the chain of caches. */
2791         get_online_cpus();
2792         mutex_lock(&slab_mutex);
2793         /*
2794          * the chain is never empty, cache_cache is never destroyed
2795          */
2796         list_del(&cachep->list);
2797         if (__cache_shrink(cachep)) {
2798                 slab_error(cachep, "Can't free all objects");
2799                 list_add(&cachep->list, &slab_caches);
2800                 mutex_unlock(&slab_mutex);
2801                 put_online_cpus();
2802                 return;
2803         }
2804
2805         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2806                 rcu_barrier();
2807
2808         __kmem_cache_destroy(cachep);
2809         mutex_unlock(&slab_mutex);
2810         put_online_cpus();
2811 }
2812 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_destroy);
2813
2814 /*
2815  * Get the memory for a slab management obj.
2816  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2817  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2818  * come from the same cache which is getting created because,
2819  * when we are searching for an appropriate cache for these
2820  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2821  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2822  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2823  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2824  */
2825 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2826                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2827                                    int nodeid)
2828 {
2829         struct slab *slabp;
2830
2831         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2832                 /* Slab management obj is off-slab. */
2833                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2834                                               local_flags, nodeid);
2835                 /*
2836                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2837                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2838                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2839                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2840                  */
2841                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2842                                    local_flags);
2843                 if (!slabp)
2844                         return NULL;
2845         } else {
2846                 slabp = objp + colour_off;
2847                 colour_off += cachep->slab_size;
2848         }
2849         slabp->inuse = 0;
2850         slabp->colouroff = colour_off;
2851         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2852         slabp->nodeid = nodeid;
2853         slabp->free = 0;
2854         return slabp;
2855 }
2856
2857 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2858 {
2859         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2860 }
2861
2862 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2863                             struct slab *slabp)
2864 {
2865         int i;
2866
2867         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2868                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2869 #if DEBUG
2870                 /* need to poison the objs? */
2871                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2872                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2873                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2874                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2875
2876                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2877                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2878                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2879                 }
2880                 /*
2881                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2882                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2883                  * They must also be threaded.
2884                  */
2885                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2886                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2887
2888                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2889                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2890                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2891                                            " end of an object");
2892                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2893                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2894                                            " start of an object");
2895                 }
2896                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2897                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2898                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2899                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2900 #else
2901                 if (cachep->ctor)
2902                         cachep->ctor(objp);
2903 #endif
2904                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2905         }
2906         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2907 }
2908
2909 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2910 {
2911         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2912                 if (flags & GFP_DMA)
2913                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2914                 else
2915                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2916         }
2917 }
2918
2919 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2920                                 int nodeid)
2921 {
2922         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2923         kmem_bufctl_t next;
2924
2925         slabp->inuse++;
2926         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2927 #if DEBUG
2928         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2929         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2930 #endif
2931         slabp->free = next;
2932
2933         return objp;
2934 }
2935
2936 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2937                                 void *objp, int nodeid)
2938 {
2939         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2940
2941 #if DEBUG
2942         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2943         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2944
2945         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2946                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2947                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2948                 BUG();
2949         }
2950 #endif
2951         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2952         slabp->free = objnr;
2953         slabp->inuse--;
2954 }
2955
2956 /*
2957  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2958  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2959  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2960  */
2961 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2962                            void *addr)
2963 {
2964         int nr_pages;
2965         struct page *page;
2966
2967         page = virt_to_page(addr);
2968
2969         nr_pages = 1;
2970         if (likely(!PageCompound(page)))
2971                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2972
2973         do {
2974                 page->slab_cache = cache;
2975                 page->slab_page = slab;
2976                 page++;
2977         } while (--nr_pages);
2978 }
2979
2980 /*
2981  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2982  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2983  */
2984 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2985                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2986 {
2987         struct slab *slabp;
2988         size_t offset;
2989         gfp_t local_flags;
2990         struct kmem_list3 *l3;
2991
2992         /*
2993          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2994          * critical path in kmem_cache_alloc().
2995          */
2996         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2997         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2998
2999         /* Take the l3 list lock to change the colour_next on this node */
3000         check_irq_off();
3001         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3002         spin_lock(&l3->list_lock);
3003
3004         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
3005         offset = l3->colour_next;
3006         l3->colour_next++;
3007         if (l3->colour_next >= cachep->colour)
3008                 l3->colour_next = 0;
3009         spin_unlock(&l3->list_lock);
3010
3011         offset *= cachep->colour_off;
3012
3013         if (local_flags & __GFP_WAIT)
3014                 local_irq_enable();
3015
3016         /*
3017          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
3018          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
3019          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
3020          * will eventually be caught here (where it matters).
3021          */
3022         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3023
3024         /*
3025          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
3026          * 'nodeid'.
3027          */
3028         if (!objp)
3029                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
3030         if (!objp)
3031                 goto failed;
3032
3033         /* Get slab management. */
3034         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
3035                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
3036         if (!slabp)
3037                 goto opps1;
3038
3039         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
3040
3041         cache_init_objs(cachep, slabp);
3042
3043         if (local_flags & __GFP_WAIT)
3044                 local_irq_disable();
3045         check_irq_off();
3046         spin_lock(&l3->list_lock);
3047
3048         /* Make slab active. */
3049         list_add_tail(&slabp->list, &(l3->slabs_free));
3050         STATS_INC_GROWN(cachep);
3051         l3->free_objects += cachep->num;
3052         spin_unlock(&l3->list_lock);
3053         return 1;
3054 opps1:
3055         kmem_freepages(cachep, objp);
3056 failed:
3057         if (local_flags & __GFP_WAIT)
3058                 local_irq_disable();
3059         return 0;
3060 }
3061
3062 #if DEBUG
3063
3064 /*
3065  * Perform extra freeing checks:
3066  * - detect bad pointers.
3067  * - POISON/RED_ZONE checking
3068  */
3069 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
3070 {
3071         if (!virt_addr_valid(objp)) {
3072                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
3073                        (unsigned long)objp);
3074                 BUG();
3075         }
3076 }
3077
3078 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
3079 {
3080         unsigned long long redzone1, redzone2;
3081
3082         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
3083         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
3084
3085         /*
3086          * Redzone is ok.
3087          */
3088         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
3089                 return;
3090
3091         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
3092                 slab_error(cache, "double free detected");
3093         else
3094                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
3095
3096         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
3097                         obj, redzone1, redzone2);
3098 }
3099
3100 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3101                                    void *caller)
3102 {
3103         struct page *page;
3104         unsigned int objnr;
3105         struct slab *slabp;
3106
3107         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
3108
3109         objp -= obj_offset(cachep);
3110         kfree_debugcheck(objp);
3111         page = virt_to_head_page(objp);
3112
3113         slabp = page->slab_page;
3114
3115         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3116                 verify_redzone_free(cachep, objp);
3117                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
3118                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
3119         }
3120         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3121                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3122
3123         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
3124
3125         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
3126         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
3127
3128 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3129         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
3130 #endif
3131         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3132 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3133                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
3134                         store_stackinfo(cachep, objp, (unsigned long)caller);
3135                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3136                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
3137                 } else {
3138                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
3139                 }
3140 #else
3141                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
3142 #endif
3143         }
3144         return objp;
3145 }
3146
3147 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
3148 {
3149         kmem_bufctl_t i;
3150         int entries = 0;
3151
3152         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
3153         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
3154                 entries++;
3155                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
3156                         goto bad;
3157         }
3158         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
3159 bad:
3160                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
3161                         "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Tainted(%s). Hexdump:\n",
3162                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse,
3163                         print_tainted());
3164                 print_hex_dump(KERN_ERR, "", DUMP_PREFIX_OFFSET, 16, 1, slabp,
3165                         sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t),
3166                         1);
3167                 BUG();
3168         }
3169 }
3170 #else
3171 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
3172 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
3173 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
3174 #endif
3175
3176 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3177                                                         bool force_refill)
3178 {
3179         int batchcount;
3180         struct kmem_list3 *l3;
3181         struct array_cache *ac;
3182         int node;
3183
3184         check_irq_off();
3185         node = numa_mem_id();
3186         if (unlikely(force_refill))
3187                 goto force_grow;
3188 retry:
3189         ac = cpu_cache_get(cachep);
3190         batchcount = ac->batchcount;
3191         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
3192                 /*
3193                  * If there was little recent activity on this cache, then
3194                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
3195                  * refill bouncing.
3196                  */
3197                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
3198         }
3199         l3 = cachep->nodelists[node];
3200
3201         BUG_ON(ac->avail > 0 || !l3);
3202         spin_lock(&l3->list_lock);
3203
3204         /* See if we can refill from the shared array */
3205         if (l3->shared && transfer_objects(ac, l3->shared, batchcount)) {
3206                 l3->shared->touched = 1;
3207                 goto alloc_done;
3208         }
3209
3210         while (batchcount > 0) {
3211                 struct list_head *entry;
3212                 struct slab *slabp;
3213                 /* Get slab alloc is to come from. */
3214                 entry = l3->slabs_partial.next;
3215                 if (entry == &l3->slabs_partial) {
3216                         l3->free_touched = 1;
3217                         entry = l3->slabs_free.next;
3218                         if (entry == &l3->slabs_free)
3219                                 goto must_grow;
3220                 }
3221
3222                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3223                 check_slabp(cachep, slabp);
3224                 check_spinlock_acquired(cachep);
3225
3226                 /*
3227                  * The slab was either on partial or free list so
3228                  * there must be at least one object available for
3229                  * allocation.
3230                  */
3231                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3232
3233                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3234                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3235                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3236                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3237
3238                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, slabp,
3239                                                                         node));
3240                 }
3241                 check_slabp(cachep, slabp);
3242
3243                 /* move slabp to correct slabp list: */
3244                 list_del(&slabp->list);
3245                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3246                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3247                 else
3248                         list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3249         }
3250
3251 must_grow:
3252         l3->free_objects -= ac->avail;
3253 alloc_done:
3254         spin_unlock(&l3->list_lock);
3255
3256         if (unlikely(!ac->avail)) {
3257                 int x;
3258 force_grow:
3259                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3260
3261                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3262                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3263                 node = numa_mem_id();
3264
3265                 /* no objects in sight? abort */
3266                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
3267                         return NULL;
3268
3269                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3270                         goto retry;
3271         }
3272         ac->touched = 1;
3273
3274         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
3275 }
3276
3277 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3278                                                 gfp_t flags)
3279 {
3280         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3281 #if DEBUG
3282         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3283 #endif
3284 }
3285
3286 #if DEBUG
3287 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3288                                 gfp_t flags, void *objp, void *caller)
3289 {
3290         if (!objp)
3291                 return objp;
3292         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3293 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3294                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3295                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3296                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
3297                 else
3298                         check_poison_obj(cachep, objp);
3299 #else
3300                 check_poison_obj(cachep, objp);
3301 #endif
3302                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3303         }
3304         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3305                 *dbg_userword(cachep, objp) = caller;
3306
3307         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3308                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3309                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3310                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3311                                                 " object was overwritten");
3312                         printk(KERN_ERR
3313                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3314                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3315                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3316                 }
3317                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3318                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3319         }
3320 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3321         {
3322                 struct slab *slabp;
3323                 unsigned objnr;
3324
3325                 slabp = virt_to_head_page(objp)->slab_page;
3326                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->size;
3327                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3328         }
3329 #endif
3330         objp += obj_offset(cachep);
3331         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3332                 cachep->ctor(objp);
3333         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3334             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3335                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3336                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3337         }
3338         return objp;
3339 }
3340 #else
3341 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3342 #endif
3343
3344 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3345 {
3346         if (cachep == &cache_cache)
3347                 return false;
3348
3349         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
3350 }
3351
3352 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3353 {
3354         void *objp;
3355         struct array_cache *ac;
3356         bool force_refill = false;
3357
3358         check_irq_off();
3359
3360         ac = cpu_cache_get(cachep);
3361         if (likely(ac->avail)) {
3362                 ac->touched = 1;
3363                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
3364
3365                 /*
3366                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
3367                  * by the current flags
3368                  */
3369                 if (objp) {
3370                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3371                         goto out;
3372                 }
3373                 force_refill = true;
3374         }
3375
3376         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3377         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
3378         /*
3379          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3380          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3381          */
3382         ac = cpu_cache_get(cachep);
3383
3384 out:
3385         /*
3386          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3387          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3388          * treat the array pointers as a reference to the object.
3389          */
3390         if (objp)
3391                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3392         return objp;
3393 }
3394
3395 #ifdef CONFIG_NUMA
3396 /*
3397  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3398  *
3399  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3400  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3401  */
3402 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3403 {
3404         int nid_alloc, nid_here;
3405
3406         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3407                 return NULL;
3408         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3409         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3410                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3411         else if (current->mempolicy)
3412                 nid_alloc = slab_node();
3413         if (nid_alloc != nid_here)
3414                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3415         return NULL;
3416 }
3417
3418 /*
3419  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3420  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3421  * available nodelists for available objects. If that fails then we
3422  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3423  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3424  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3425  */
3426 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3427 {
3428         struct zonelist *zonelist;
3429         gfp_t local_flags;
3430         struct zoneref *z;
3431         struct zone *zone;
3432         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3433         void *obj = NULL;
3434         int nid;
3435         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3436
3437         if (flags & __GFP_THISNODE)
3438                 return NULL;
3439
3440         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3441
3442 retry_cpuset:
3443         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
3444         zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
3445
3446 retry:
3447         /*
3448          * Look through allowed nodes for objects available
3449          * from existing per node queues.
3450          */
3451         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3452                 nid = zone_to_nid(zone);
3453
3454                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3455                         cache->nodelists[nid] &&
3456                         cache->nodelists[nid]->free_objects) {
3457                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3458                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3459                                 if (obj)
3460                                         break;
3461                 }
3462         }
3463
3464         if (!obj) {
3465                 /*
3466                  * This allocation will be performed within the constraints
3467                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3468                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3469                  * set and go into memory reserves if necessary.
3470                  */
3471                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3472                         local_irq_enable();
3473                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3474                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3475                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3476                         local_irq_disable();
3477                 if (obj) {
3478                         /*
3479                          * Insert into the appropriate per node queues
3480                          */
3481                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3482                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3483                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3484                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3485                                 if (!obj)
3486                                         /*
3487                                          * Another processor may allocate the
3488                                          * objects in the slab since we are
3489                                          * not holding any locks.
3490                                          */
3491                                         goto retry;
3492                         } else {
3493                                 /* cache_grow already freed obj */
3494                                 obj = NULL;
3495                         }
3496                 }
3497         }
3498
3499         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !obj))
3500                 goto retry_cpuset;
3501         return obj;
3502 }
3503
3504 /*
3505  * A interface to enable slab creation on nodeid
3506  */
3507 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3508                                 int nodeid)
3509 {
3510         struct list_head *entry;
3511         struct slab *slabp;
3512         struct kmem_list3 *l3;
3513         void *obj;
3514         int x;
3515
3516         l3 = cachep->nodelists[nodeid];
3517         BUG_ON(!l3);
3518
3519 retry:
3520         check_irq_off();
3521         spin_lock(&l3->list_lock);
3522         entry = l3->slabs_partial.next;
3523         if (entry == &l3->slabs_partial) {
3524                 l3->free_touched = 1;
3525                 entry = l3->slabs_free.next;
3526                 if (entry == &l3->slabs_free)
3527                         goto must_grow;
3528         }
3529
3530         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3531         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3532         check_slabp(cachep, slabp);
3533
3534         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3535         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3536         STATS_SET_HIGH(cachep);
3537
3538         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3539
3540         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3541         check_slabp(cachep, slabp);
3542         l3->free_objects--;
3543         /* move slabp to correct slabp list: */
3544         list_del(&slabp->list);
3545
3546         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3547                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_full);
3548         else
3549                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3550
3551         spin_unlock(&l3->list_lock);
3552         goto done;
3553
3554 must_grow:
3555         spin_unlock(&l3->list_lock);
3556         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3557         if (x)
3558                 goto retry;
3559
3560         return fallback_alloc(cachep, flags);
3561
3562 done:
3563         return obj;
3564 }
3565
3566 /**
3567  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3568  * @cachep: The cache to allocate from.
3569  * @flags: See kmalloc().
3570  * @nodeid: node number of the target node.
3571  * @caller: return address of caller, used for debug information
3572  *
3573  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3574  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3575  *
3576  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3577  */
3578 static __always_inline void *
3579 __cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3580                    void *caller)
3581 {
3582         unsigned long save_flags;
3583         void *ptr;
3584         int slab_node = numa_mem_id();
3585
3586         flags &= gfp_allowed_mask;
3587
3588         lockdep_trace_alloc(flags);
3589
3590         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3591                 return NULL;
3592
3593         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3594         local_irq_save(save_flags);
3595
3596         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3597                 nodeid = slab_node;
3598
3599         if (unlikely(!cachep->nodelists[nodeid])) {
3600                 /* Node not bootstrapped yet */
3601                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3602                 goto out;
3603         }
3604
3605         if (nodeid == slab_node) {
3606                 /*
3607                  * Use the locally cached objects if possible.
3608                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3609                  * to other nodes. It may fail while we still have
3610                  * objects on other nodes available.
3611                  */
3612                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3613                 if (ptr)
3614                         goto out;
3615         }
3616         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3617         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3618   out:
3619         local_irq_restore(save_flags);
3620         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3621         kmemleak_alloc_recursive(ptr, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3622                                  flags);
3623
3624         if (likely(ptr))
3625                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, cachep->object_size);
3626
3627         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3628                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3629
3630         return ptr;
3631 }
3632
3633 static __always_inline void *
3634 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3635 {
3636         void *objp;
3637
3638         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3639                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3640                 if (objp)
3641                         goto out;
3642         }
3643         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3644
3645         /*
3646          * We may just have run out of memory on the local node.
3647          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3648          */
3649         if (!objp)
3650                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3651
3652   out:
3653         return objp;
3654 }
3655 #else
3656
3657 static __always_inline void *
3658 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3659 {
3660         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3661 }
3662
3663 #endif /* CONFIG_NUMA */
3664
3665 static __always_inline void *
3666 __cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, void *caller)
3667 {
3668         unsigned long save_flags;
3669         void *objp;
3670
3671         flags &= gfp_allowed_mask;
3672
3673         lockdep_trace_alloc(flags);
3674
3675         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3676                 return NULL;
3677
3678         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3679         local_irq_save(save_flags);
3680         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3681         local_irq_restore(save_flags);
3682         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3683         kmemleak_alloc_recursive(objp, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3684                                  flags);
3685         prefetchw(objp);
3686
3687         if (likely(objp))
3688                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, cachep->object_size);
3689
3690         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3691                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3692
3693         return objp;
3694 }
3695
3696 /*
3697  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3698  */
3699 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3700                        int node)
3701 {
3702         int i;
3703         struct kmem_list3 *l3;
3704
3705         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3706                 void *objp;
3707                 struct slab *slabp;
3708
3709                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3710                 objp = objpp[i];
3711
3712                 slabp = virt_to_slab(objp);
3713                 l3 = cachep->nodelists[node];
3714                 list_del(&slabp->list);
3715                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3716                 check_slabp(cachep, slabp);
3717                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3718                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3719                 l3->free_objects++;
3720                 check_slabp(cachep, slabp);
3721
3722                 /* fixup slab chains */
3723                 if (slabp->inuse == 0) {
3724                         if (l3->free_objects > l3->free_limit) {
3725                                 l3->free_objects -= cachep->num;
3726                                 /* No need to drop any previously held
3727                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3728                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3729                                  * a different cache, refer to comments before
3730                                  * alloc_slabmgmt.
3731                                  */
3732                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3733                         } else {
3734                                 list_add(&slabp->list, &l3->slabs_free);
3735                         }
3736                 } else {
3737                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3738                          * partial list on free - maximum time for the
3739                          * other objects to be freed, too.
3740                          */
3741                         list_add_tail(&slabp->list, &l3->slabs_partial);
3742                 }
3743         }
3744 }
3745
3746 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3747 {
3748         int batchcount;
3749         struct kmem_list3 *l3;
3750         int node = numa_mem_id();
3751
3752         batchcount = ac->batchcount;
3753 #if DEBUG
3754         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3755 #endif
3756         check_irq_off();
3757         l3 = cachep->nodelists[node];
3758         spin_lock(&l3->list_lock);
3759         if (l3->shared) {
3760                 struct array_cache *shared_array = l3->shared;
3761                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3762                 if (max) {
3763                         if (batchcount > max)
3764                                 batchcount = max;
3765                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3766                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3767                         shared_array->avail += batchcount;
3768                         goto free_done;
3769                 }
3770         }
3771
3772         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3773 free_done:
3774 #if STATS
3775         {
3776                 int i = 0;
3777                 struct list_head *p;
3778
3779                 p = l3->slabs_free.next;
3780                 while (p != &(l3->slabs_free)) {
3781                         struct slab *slabp;
3782
3783                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3784                         BUG_ON(slabp->inuse);
3785
3786                         i++;
3787                         p = p->next;
3788                 }
3789                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3790         }
3791 #endif
3792         spin_unlock(&l3->list_lock);
3793         ac->avail -= batchcount;
3794         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3795 }
3796
3797 /*
3798  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3799  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3800  */
3801 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3802     void *caller)
3803 {
3804         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3805
3806         check_irq_off();
3807         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3808         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3809
3810         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3811
3812         /*
3813          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3814          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3815          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3816          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3817          * the cache.
3818          */
3819         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3820                 return;
3821
3822         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3823                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3824         } else {
3825                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3826                 cache_flusharray(cachep, ac);
3827         }
3828
3829         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3830 }
3831
3832 /**
3833  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3834  * @cachep: The cache to allocate from.
3835  * @flags: See kmalloc().
3836  *
3837  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3838  * if the cache has no available objects.
3839  */
3840 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3841 {
3842         void *ret = __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3843
3844         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3845                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3846
3847         return ret;
3848 }
3849 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3850
3851 #ifdef CONFIG_TRACING
3852 void *
3853 kmem_cache_alloc_trace(size_t size, struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3854 {
3855         void *ret;
3856
3857         ret = __cache_alloc(cachep, flags, __builtin_return_address(0));
3858
3859         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3860                       size, slab_buffer_size(cachep), flags);
3861         return ret;
3862 }
3863 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3864 #endif
3865
3866 #ifdef CONFIG_NUMA
3867 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3868 {
3869         void *ret = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3870                                        __builtin_return_address(0));
3871
3872         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3873                                     cachep->object_size, cachep->size,
3874                                     flags, nodeid);
3875
3876         return ret;
3877 }
3878 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3879
3880 #ifdef CONFIG_TRACING
3881 void *kmem_cache_alloc_node_trace(size_t size,
3882                                   struct kmem_cache *cachep,
3883                                   gfp_t flags,
3884                                   int nodeid)
3885 {
3886         void *ret;
3887
3888         ret = __cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid,
3889                                   __builtin_return_address(0));
3890         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3891                            size, slab_buffer_size(cachep),
3892                            flags, nodeid);
3893         return ret;
3894 }
3895 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3896 #endif
3897
3898 static __always_inline void *
3899 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, void *caller)
3900 {
3901         struct kmem_cache *cachep;
3902
3903         cachep = kmem_find_general_cachep(size, flags);
3904         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3905                 return cachep;
3906         return kmem_cache_alloc_node_trace(size, cachep, flags, node);
3907 }
3908
3909 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3910 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3911 {
3912         return __do_kmalloc_node(size, flags, node,
3913                         __builtin_return_address(0));
3914 }
3915 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3916
3917 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3918                 int node, unsigned long caller)
3919 {
3920         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, (void *)caller);
3921 }
3922 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3923 #else
3924 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3925 {
3926         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, NULL);
3927 }
3928 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3929 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3930 #endif /* CONFIG_NUMA */
3931
3932 /**
3933  * __do_kmalloc - allocate memory
3934  * @size: how many bytes of memory are required.
3935  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3936  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3937  */
3938 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3939                                           void *caller)
3940 {
3941         struct kmem_cache *cachep;
3942         void *ret;
3943
3944         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3945          * __ with kmem_.
3946          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3947          * functions.
3948          */
3949         cachep = __find_general_cachep(size, flags);
3950         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3951                 return cachep;
3952         ret = __cache_alloc(cachep, flags, caller);
3953
3954         trace_kmalloc((unsigned long) caller, ret,
3955                       size, cachep->size, flags);
3956
3957         return ret;
3958 }
3959
3960
3961 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3962 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3963 {
3964         return __do_kmalloc(size, flags, __builtin_return_address(0));
3965 }
3966 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3967
3968 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3969 {
3970         return __do_kmalloc(size, flags, (void *)caller);
3971 }
3972 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3973
3974 #else
3975 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3976 {
3977         return __do_kmalloc(size, flags, NULL);
3978 }
3979 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3980 #endif
3981
3982 /**
3983  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3984  * @cachep: The cache the allocation was from.
3985  * @objp: The previously allocated object.
3986  *
3987  * Free an object which was previously allocated from this
3988  * cache.
3989  */
3990 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3991 {
3992         unsigned long flags;
3993
3994         local_irq_save(flags);
3995         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3996         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3997                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3998         __cache_free(cachep, objp, __builtin_return_address(0));
3999         local_irq_restore(flags);
4000
4001         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
4002 }
4003 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
4004
4005 /**
4006  * kfree - free previously allocated memory
4007  * @objp: pointer returned by kmalloc.
4008  *
4009  * If @objp is NULL, no operation is performed.
4010  *
4011  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
4012  * or you will run into trouble.
4013  */
4014 void kfree(const void *objp)
4015 {
4016         struct kmem_cache *c;
4017         unsigned long flags;
4018
4019         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
4020
4021         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
4022                 return;
4023         local_irq_save(flags);
4024         kfree_debugcheck(objp);
4025         c = virt_to_cache(objp);
4026         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
4027
4028         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
4029         __cache_free(c, (void *)objp, __builtin_return_address(0));
4030         local_irq_restore(flags);
4031 }
4032 EXPORT_SYMBOL(kfree);
4033
4034 unsigned int kmem_cache_size(struct kmem_cache *cachep)
4035 {
4036         return cachep->object_size;
4037 }
4038 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_size);
4039
4040 /*
4041  * This initializes kmem_list3 or resizes various caches for all nodes.
4042  */
4043 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
4044 {
4045         int node;
4046         struct kmem_list3 *l3;
4047         struct array_cache *new_shared;
4048         struct array_cache **new_alien = NULL;
4049
4050         for_each_online_node(node) {
4051
4052                 if (use_alien_caches) {
4053                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
4054                         if (!new_alien)
4055                                 goto fail;
4056                 }
4057
4058                 new_shared = NULL;
4059                 if (cachep->shared) {
4060                         new_shared = alloc_arraycache(node,
4061                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
4062                                         0xbaadf00d, gfp);
4063                         if (!new_shared) {
4064                                 free_alien_cache(new_alien);
4065                                 goto fail;
4066                         }
4067                 }
4068
4069                 l3 = cachep->nodelists[node];
4070                 if (l3) {
4071                         struct array_cache *shared = l3->shared;
4072
4073                         spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4074
4075                         if (shared)
4076                                 free_block(cachep, shared->entry,
4077                                                 shared->avail, node);
4078
4079                         l3->shared = new_shared;
4080                         if (!l3->alien) {
4081                                 l3->alien = new_alien;
4082                                 new_alien = NULL;
4083                         }
4084                         l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
4085                                         cachep->batchcount + cachep->num;
4086                         spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4087                         kfree(shared);
4088                         free_alien_cache(new_alien);
4089                         continue;
4090                 }
4091                 l3 = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_list3), gfp, node);
4092                 if (!l3) {
4093                         free_alien_cache(new_alien);
4094                         kfree(new_shared);
4095                         goto fail;
4096                 }
4097
4098                 kmem_list3_init(l3);
4099                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
4100                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
4101                 l3->shared = new_shared;
4102                 l3->alien = new_alien;
4103                 l3->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
4104                                         cachep->batchcount + cachep->num;
4105                 cachep->nodelists[node] = l3;
4106         }
4107         return 0;
4108
4109 fail:
4110         if (!cachep->list.next) {
4111                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
4112                 node--;
4113                 while (node >= 0) {
4114                         if (cachep->nodelists[node]) {
4115                                 l3 = cachep->nodelists[node];
4116
4117                                 kfree(l3->shared);
4118                                 free_alien_cache(l3->alien);
4119                                 kfree(l3);
4120                                 cachep->nodelists[node] = NULL;
4121                         }
4122                         node--;
4123                 }
4124         }
4125         return -ENOMEM;
4126 }
4127
4128 struct ccupdate_struct {
4129         struct kmem_cache *cachep;
4130         struct array_cache *new[0];
4131 };
4132
4133 static void do_ccupdate_local(void *info)
4134 {
4135         struct ccupdate_struct *new = info;
4136         struct array_cache *old;
4137
4138         check_irq_off();
4139         old = cpu_cache_get(new->cachep);
4140
4141         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
4142         new->new[smp_processor_id()] = old;
4143 }
4144
4145 /* Always called with the slab_mutex held */
4146 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
4147                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
4148 {
4149         struct ccupdate_struct *new;
4150         int i;
4151
4152         new = kzalloc(sizeof(*new) + nr_cpu_ids * sizeof(struct array_cache *),
4153                       gfp);
4154         if (!new)
4155                 return -ENOMEM;
4156
4157         for_each_online_cpu(i) {
4158                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
4159                                                 batchcount, gfp);
4160                 if (!new->new[i]) {
4161                         for (i--; i >= 0; i--)
4162                                 kfree(new->new[i]);
4163                         kfree(new);
4164                         return -ENOMEM;
4165                 }
4166         }
4167         new->cachep = cachep;
4168
4169         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
4170
4171         check_irq_on();
4172         cachep->batchcount = batchcount;
4173         cachep->limit = limit;
4174         cachep->shared = shared;
4175
4176         for_each_online_cpu(i) {
4177                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
4178                 if (!ccold)
4179                         continue;
4180                 spin_lock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
4181                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_mem(i));
4182                 spin_unlock_irq(&cachep->nodelists[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
4183                 kfree(ccold);
4184         }
4185         kfree(new);
4186         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
4187 }
4188
4189 /* Called with slab_mutex held always */
4190 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
4191 {
4192         int err;
4193         int limit, shared;
4194
4195         /*
4196          * The head array serves three purposes:
4197          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
4198          * - reduce the number of spinlock operations.
4199          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4200          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4201          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4202          * Bonwick.
4203          */
4204         if (cachep->size > 131072)
4205                 limit = 1;
4206         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
4207                 limit = 8;
4208         else if (cachep->size > 1024)
4209                 limit = 24;
4210         else if (cachep->size > 256)
4211                 limit = 54;
4212         else
4213                 limit = 120;
4214
4215         /*
4216          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4217          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4218          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4219          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4220          * replaces Bonwick's magazine layer.
4221          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4222          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4223          */
4224         shared = 0;
4225         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4226                 shared = 8;
4227
4228 #if DEBUG
4229         /*
4230          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4231          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4232          */
4233         if (limit > 32)
4234                 limit = 32;
4235 #endif
4236         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, (limit + 1) / 2, shared, gfp);
4237         if (err)
4238                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4239                        cachep->name, -err);
4240         return err;
4241 }
4242
4243 /*
4244  * Drain an array if it contains any elements taking the l3 lock only if
4245  * necessary. Note that the l3 listlock also protects the array_cache
4246  * if drain_array() is used on the shared array.
4247  */
4248 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_list3 *l3,
4249                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4250 {
4251         int tofree;
4252
4253         if (!ac || !ac->avail)
4254                 return;
4255         if (ac->touched && !force) {
4256                 ac->touched = 0;
4257         } else {
4258                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4259                 if (ac->avail) {
4260                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4261                         if (tofree > ac->avail)
4262                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4263                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4264                         ac->avail -= tofree;
4265                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4266                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4267                 }
4268                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4269         }
4270 }
4271
4272 /**
4273  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4274  * @w: work descriptor
4275  *
4276  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4277  * Purpose:
4278  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4279  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4280  *
4281  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4282  * again on the next iteration.
4283  */
4284 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4285 {
4286         struct kmem_cache *searchp;
4287         struct kmem_list3 *l3;
4288         int node = numa_mem_id();
4289         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4290
4291         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
4292                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4293                 goto out;
4294
4295         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
4296                 check_irq_on();
4297
4298                 /*
4299                  * We only take the l3 lock if absolutely necessary and we
4300                  * have established with reasonable certainty that
4301                  * we can do some work if the lock was obtained.
4302                  */
4303                 l3 = searchp->nodelists[node];
4304
4305                 reap_alien(searchp, l3);
4306
4307                 drain_array(searchp, l3, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4308
4309                 /*
4310                  * These are racy checks but it does not matter
4311                  * if we skip one check or scan twice.
4312                  */
4313                 if (time_after(l3->next_reap, jiffies))
4314                         goto next;
4315
4316                 l3->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4317
4318                 drain_array(searchp, l3, l3->shared, 0, node);
4319
4320                 if (l3->free_touched)
4321                         l3->free_touched = 0;
4322                 else {
4323                         int freed;
4324
4325                         freed = drain_freelist(searchp, l3, (l3->free_limit +
4326                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4327                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4328                 }
4329 next:
4330                 cond_resched();
4331         }
4332         check_irq_on();
4333         mutex_unlock(&slab_mutex);
4334         next_reap_node();
4335 out:
4336         /* Set up the next iteration */
4337         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4338 }
4339
4340 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4341
4342 static void print_slabinfo_header(struct seq_file *m)
4343 {
4344         /*
4345          * Output format version, so at least we can change it
4346          * without _too_ many complaints.
4347          */
4348 #if STATS
4349         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1 (statistics)\n");
4350 #else
4351         seq_puts(m, "slabinfo - version: 2.1\n");
4352 #endif
4353         seq_puts(m, "# name            <active_objs> <num_objs> <objsize> "
4354                  "<objperslab> <pagesperslab>");
4355         seq_puts(m, " : tunables <limit> <batchcount> <sharedfactor>");
4356         seq_puts(m, " : slabdata <active_slabs> <num_slabs> <sharedavail>");
4357 #if STATS
4358         seq_puts(m, " : globalstat <listallocs> <maxobjs> <grown> <reaped> "
4359                  "<error> <maxfreeable> <nodeallocs> <remotefrees> <alienoverflow>");
4360         seq_puts(m, " : cpustat <allochit> <allocmiss> <freehit> <freemiss>");
4361 #endif
4362         seq_putc(m, '\n');
4363 }
4364
4365 static void *s_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4366 {
4367         loff_t n = *pos;
4368
4369         mutex_lock(&slab_mutex);
4370         if (!n)
4371                 print_slabinfo_header(m);
4372
4373         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4374 }
4375
4376 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4377 {
4378         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4379 }
4380
4381 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4382 {
4383         mutex_unlock(&slab_mutex);
4384 }
4385
4386 static int s_show(struct seq_file *m, void *p)
4387 {
4388         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4389         struct slab *slabp;
4390         unsigned long active_objs;
4391         unsigned long num_objs;
4392         unsigned long active_slabs = 0;
4393         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4394         const char *name;
4395         char *error = NULL;
4396         int node;
4397         struct kmem_list3 *l3;
4398
4399         active_objs = 0;
4400         num_slabs = 0;
4401         for_each_online_node(node) {
4402                 l3 = cachep->nodelists[node];
4403                 if (!l3)
4404                         continue;
4405
4406                 check_irq_on();
4407                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4408
4409                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list) {
4410                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4411                                 error = "slabs_full accounting error";
4412                         active_objs += cachep->num;
4413                         active_slabs++;
4414                 }
4415                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list) {
4416                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4417                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4418                         if (!slabp->inuse && !error)
4419                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4420                         active_objs += slabp->inuse;
4421                         active_slabs++;
4422                 }
4423                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_free, list) {
4424                         if (slabp->inuse && !error)
4425                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4426                         num_slabs++;
4427                 }
4428                 free_objects += l3->free_objects;
4429                 if (l3->shared)
4430                         shared_avail += l3->shared->avail;
4431
4432                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4433         }
4434         num_slabs += active_slabs;
4435         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4436         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4437                 error = "free_objects accounting error";
4438
4439         name = cachep->name;
4440         if (error)
4441                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4442
4443         seq_printf(m, "%-17s %6lu %6lu %6u %4u %4d",
4444                    name, active_objs, num_objs, cachep->size,
4445                    cachep->num, (1 << cachep->gfporder));
4446         seq_printf(m, " : tunables %4u %4u %4u",
4447                    cachep->limit, cachep->batchcount, cachep->shared);
4448         seq_printf(m, " : slabdata %6lu %6lu %6lu",
4449                    active_slabs, num_slabs, shared_avail);
4450 #if STATS
4451         {                       /* list3 stats */
4452                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4453                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4454                 unsigned long grown = cachep->grown;
4455                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4456                 unsigned long errors = cachep->errors;
4457                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4458                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4459                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4460                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4461
4462                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4463                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4464                            allocs, high, grown,
4465                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4466                            node_frees, overflows);
4467         }
4468         /* cpu stats */
4469         {
4470                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4471                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4472                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4473                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4474
4475                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4476                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4477         }
4478 #endif
4479         seq_putc(m, '\n');
4480         return 0;
4481 }
4482
4483 /*
4484  * slabinfo_op - iterator that generates /proc/slabinfo
4485  *
4486  * Output layout:
4487  * cache-name
4488  * num-active-objs
4489  * total-objs
4490  * object size
4491  * num-active-slabs
4492  * total-slabs
4493  * num-pages-per-slab
4494  * + further values on SMP and with statistics enabled
4495  */
4496
4497 static const struct seq_operations slabinfo_op = {
4498         .start = s_start,
4499         .next = s_next,
4500         .stop = s_stop,
4501         .show = s_show,
4502 };
4503
4504 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4505 /**
4506  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4507  * @file: unused
4508  * @buffer: user buffer
4509  * @count: data length
4510  * @ppos: unused
4511  */
4512 static ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4513                        size_t count, loff_t *ppos)
4514 {
4515         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4516         int limit, batchcount, shared, res;
4517         struct kmem_cache *cachep;
4518
4519         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4520                 return -EINVAL;
4521         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4522                 return -EFAULT;
4523         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4524
4525         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4526         if (!tmp)
4527                 return -EINVAL;
4528         *tmp = '\0';
4529         tmp++;
4530         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4531                 return -EINVAL;
4532
4533         /* Find the cache in the chain of caches. */
4534         mutex_lock(&slab_mutex);
4535         res = -EINVAL;
4536         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4537                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4538                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4539                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4540                                 res = 0;
4541                         } else {
4542                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4543                                                        batchcount, shared,
4544                                                        GFP_KERNEL);
4545                         }
4546                         break;
4547                 }
4548         }
4549         mutex_unlock(&slab_mutex);
4550         if (res >= 0)
4551                 res = count;
4552         return res;
4553 }
4554
4555 static int slabinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
4556 {
4557         return seq_open(file, &slabinfo_op);
4558 }
4559
4560 static const struct file_operations proc_slabinfo_operations = {
4561         .open           = slabinfo_open,
4562         .read           = seq_read,
4563         .write          = slabinfo_write,
4564         .llseek         = seq_lseek,
4565         .release        = seq_release,
4566 };
4567
4568 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4569
4570 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4571 {
4572         mutex_lock(&slab_mutex);
4573         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4574 }
4575
4576 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4577 {
4578         unsigned long *p;
4579         int l;
4580         if (!v)
4581                 return 1;
4582         l = n[1];
4583         p = n + 2;
4584         while (l) {
4585                 int i = l/2;
4586                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4587                 if (*q == v) {
4588                         q[1]++;
4589                         return 1;
4590                 }
4591                 if (*q > v) {
4592                         l = i;
4593                 } else {
4594                         p = q + 2;
4595                         l -= i + 1;
4596                 }
4597         }
4598         if (++n[1] == n[0])
4599                 return 0;
4600         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4601         p[0] = v;
4602         p[1] = 1;
4603         return 1;
4604 }
4605
4606 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4607 {
4608         void *p;
4609         int i;
4610         if (n[0] == n[1])
4611                 return;
4612         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4613                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4614                         continue;
4615                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4616                         return;
4617         }
4618 }
4619
4620 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4621 {
4622 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4623         unsigned long offset, size;
4624         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4625
4626         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4627                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4628                 if (modname[0])
4629                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4630                 return;
4631         }
4632 #endif
4633         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4634 }
4635
4636 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4637 {
4638         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4639         struct slab *slabp;
4640         struct kmem_list3 *l3;
4641         const char *name;
4642         unsigned long *n = m->private;
4643         int node;
4644         int i;
4645
4646         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4647                 return 0;
4648         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4649                 return 0;
4650
4651         /* OK, we can do it */
4652
4653         n[1] = 0;
4654
4655         for_each_online_node(node) {
4656                 l3 = cachep->nodelists[node];
4657                 if (!l3)
4658                         continue;
4659
4660                 check_irq_on();
4661                 spin_lock_irq(&l3->list_lock);
4662
4663                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_full, list)
4664                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4665                 list_for_each_entry(slabp, &l3->slabs_partial, list)
4666                         handle_slab(n, cachep, slabp);
4667                 spin_unlock_irq(&l3->list_lock);
4668         }
4669         name = cachep->name;
4670         if (n[0] == n[1]) {
4671                 /* Increase the buffer size */
4672                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4673                 m->private = kzalloc(n[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4674                 if (!m->private) {
4675                         /* Too bad, we are really out */
4676                         m->private = n;
4677                         mutex_lock(&slab_mutex);
4678                         return -ENOMEM;
4679                 }
4680                 *(unsigned long *)m->private = n[0] * 2;
4681                 kfree(n);
4682                 mutex_lock(&slab_mutex);
4683                 /* Now make sure this entry will be retried */
4684                 m->count = m->size;
4685                 return 0;
4686         }
4687         for (i = 0; i < n[1]; i++) {
4688                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, n[2*i+3]);
4689                 show_symbol(m, n[2*i+2]);
4690                 seq_putc(m, '\n');
4691         }
4692
4693         return 0;
4694 }
4695
4696 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4697         .start = leaks_start,
4698         .next = s_next,
4699         .stop = s_stop,
4700         .show = leaks_show,
4701 };
4702
4703 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4704 {
4705         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4706         int ret = -ENOMEM;
4707         if (n) {
4708                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4709                 if (!ret) {
4710                         struct seq_file *m = file->private_data;
4711                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4712                         m->private = n;
4713                         n = NULL;
4714                 }
4715                 kfree(n);
4716         }
4717         return ret;
4718 }
4719
4720 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4721         .open           = slabstats_open,
4722         .read           = seq_read,
4723         .llseek         = seq_lseek,
4724         .release        = seq_release_private,
4725 };
4726 #endif
4727
4728 static int __init slab_proc_init(void)
4729 {
4730         proc_create("slabinfo",S_IWUSR|S_IRUSR,NULL,&proc_slabinfo_operations);
4731 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4732         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4733 #endif
4734         return 0;
4735 }
4736 module_init(slab_proc_init);
4737 #endif
4738
4739 /**
4740  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4741  * @objp: Pointer to the object
4742  *
4743  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4744  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4745  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4746  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4747  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4748  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4749  * must not be freed during the duration of the call.
4750  */
4751 size_t ksize(const void *objp)
4752 {
4753         BUG_ON(!objp);
4754         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4755                 return 0;
4756
4757         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4758 }
4759 EXPORT_SYMBOL(ksize);