mm: Account for a THP NUMA hinting update as one PTE update
[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        <linux/mm.h>
91 #include        <linux/poison.h>
92 #include        <linux/swap.h>
93 #include        <linux/cache.h>
94 #include        <linux/interrupt.h>
95 #include        <linux/init.h>
96 #include        <linux/compiler.h>
97 #include        <linux/cpuset.h>
98 #include        <linux/proc_fs.h>
99 #include        <linux/seq_file.h>
100 #include        <linux/notifier.h>
101 #include        <linux/kallsyms.h>
102 #include        <linux/cpu.h>
103 #include        <linux/sysctl.h>
104 #include        <linux/module.h>
105 #include        <linux/rcupdate.h>
106 #include        <linux/string.h>
107 #include        <linux/uaccess.h>
108 #include        <linux/nodemask.h>
109 #include        <linux/kmemleak.h>
110 #include        <linux/mempolicy.h>
111 #include        <linux/mutex.h>
112 #include        <linux/fault-inject.h>
113 #include        <linux/rtmutex.h>
114 #include        <linux/reciprocal_div.h>
115 #include        <linux/debugobjects.h>
116 #include        <linux/kmemcheck.h>
117 #include        <linux/memory.h>
118 #include        <linux/prefetch.h>
119
120 #include        <net/sock.h>
121
122 #include        <asm/cacheflush.h>
123 #include        <asm/tlbflush.h>
124 #include        <asm/page.h>
125
126 #include <trace/events/kmem.h>
127
128 #include        "internal.h"
129
130 #include        "slab.h"
131
132 /*
133  * DEBUG        - 1 for kmem_cache_create() to honour; SLAB_RED_ZONE & SLAB_POISON.
134  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
135  *
136  * STATS        - 1 to collect stats for /proc/slabinfo.
137  *                0 for faster, smaller code (especially in the critical paths).
138  *
139  * FORCED_DEBUG - 1 enables SLAB_RED_ZONE and SLAB_POISON (if possible)
140  */
141
142 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB
143 #define DEBUG           1
144 #define STATS           1
145 #define FORCED_DEBUG    1
146 #else
147 #define DEBUG           0
148 #define STATS           0
149 #define FORCED_DEBUG    0
150 #endif
151
152 /* Shouldn't this be in a header file somewhere? */
153 #define BYTES_PER_WORD          sizeof(void *)
154 #define REDZONE_ALIGN           max(BYTES_PER_WORD, __alignof__(unsigned long long))
155
156 #ifndef ARCH_KMALLOC_FLAGS
157 #define ARCH_KMALLOC_FLAGS SLAB_HWCACHE_ALIGN
158 #endif
159
160 /*
161  * true if a page was allocated from pfmemalloc reserves for network-based
162  * swap
163  */
164 static bool pfmemalloc_active __read_mostly;
165
166 /*
167  * kmem_bufctl_t:
168  *
169  * Bufctl's are used for linking objs within a slab
170  * linked offsets.
171  *
172  * This implementation relies on "struct page" for locating the cache &
173  * slab an object belongs to.
174  * This allows the bufctl structure to be small (one int), but limits
175  * the number of objects a slab (not a cache) can contain when off-slab
176  * bufctls are used. The limit is the size of the largest general cache
177  * that does not use off-slab slabs.
178  * For 32bit archs with 4 kB pages, is this 56.
179  * This is not serious, as it is only for large objects, when it is unwise
180  * to have too many per slab.
181  * Note: This limit can be raised by introducing a general cache whose size
182  * is less than 512 (PAGE_SIZE<<3), but greater than 256.
183  */
184
185 typedef unsigned int kmem_bufctl_t;
186 #define BUFCTL_END      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-0)
187 #define BUFCTL_FREE     (((kmem_bufctl_t)(~0U))-1)
188 #define BUFCTL_ACTIVE   (((kmem_bufctl_t)(~0U))-2)
189 #define SLAB_LIMIT      (((kmem_bufctl_t)(~0U))-3)
190
191 /*
192  * struct slab_rcu
193  *
194  * slab_destroy on a SLAB_DESTROY_BY_RCU cache uses this structure to
195  * arrange for kmem_freepages to be called via RCU.  This is useful if
196  * we need to approach a kernel structure obliquely, from its address
197  * obtained without the usual locking.  We can lock the structure to
198  * stabilize it and check it's still at the given address, only if we
199  * can be sure that the memory has not been meanwhile reused for some
200  * other kind of object (which our subsystem's lock might corrupt).
201  *
202  * rcu_read_lock before reading the address, then rcu_read_unlock after
203  * taking the spinlock within the structure expected at that address.
204  */
205 struct slab_rcu {
206         struct rcu_head head;
207         struct kmem_cache *cachep;
208         void *addr;
209 };
210
211 /*
212  * struct slab
213  *
214  * Manages the objs in a slab. Placed either at the beginning of mem allocated
215  * for a slab, or allocated from an general cache.
216  * Slabs are chained into three list: fully used, partial, fully free slabs.
217  */
218 struct slab {
219         union {
220                 struct {
221                         struct list_head list;
222                         unsigned long colouroff;
223                         void *s_mem;            /* including colour offset */
224                         unsigned int inuse;     /* num of objs active in slab */
225                         kmem_bufctl_t free;
226                         unsigned short nodeid;
227                 };
228                 struct slab_rcu __slab_cover_slab_rcu;
229         };
230 };
231
232 /*
233  * struct array_cache
234  *
235  * Purpose:
236  * - LIFO ordering, to hand out cache-warm objects from _alloc
237  * - reduce the number of linked list operations
238  * - reduce spinlock operations
239  *
240  * The limit is stored in the per-cpu structure to reduce the data cache
241  * footprint.
242  *
243  */
244 struct array_cache {
245         unsigned int avail;
246         unsigned int limit;
247         unsigned int batchcount;
248         unsigned int touched;
249         spinlock_t lock;
250         void *entry[];  /*
251                          * Must have this definition in here for the proper
252                          * alignment of array_cache. Also simplifies accessing
253                          * the entries.
254                          *
255                          * Entries should not be directly dereferenced as
256                          * entries belonging to slabs marked pfmemalloc will
257                          * have the lower bits set SLAB_OBJ_PFMEMALLOC
258                          */
259 };
260
261 #define SLAB_OBJ_PFMEMALLOC     1
262 static inline bool is_obj_pfmemalloc(void *objp)
263 {
264         return (unsigned long)objp & SLAB_OBJ_PFMEMALLOC;
265 }
266
267 static inline void set_obj_pfmemalloc(void **objp)
268 {
269         *objp = (void *)((unsigned long)*objp | SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
270         return;
271 }
272
273 static inline void clear_obj_pfmemalloc(void **objp)
274 {
275         *objp = (void *)((unsigned long)*objp & ~SLAB_OBJ_PFMEMALLOC);
276 }
277
278 /*
279  * bootstrap: The caches do not work without cpuarrays anymore, but the
280  * cpuarrays are allocated from the generic caches...
281  */
282 #define BOOT_CPUCACHE_ENTRIES   1
283 struct arraycache_init {
284         struct array_cache cache;
285         void *entries[BOOT_CPUCACHE_ENTRIES];
286 };
287
288 /*
289  * Need this for bootstrapping a per node allocator.
290  */
291 #define NUM_INIT_LISTS (3 * MAX_NUMNODES)
292 static struct kmem_cache_node __initdata init_kmem_cache_node[NUM_INIT_LISTS];
293 #define CACHE_CACHE 0
294 #define SIZE_AC MAX_NUMNODES
295 #define SIZE_NODE (2 * MAX_NUMNODES)
296
297 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
298                         struct kmem_cache_node *n, int tofree);
299 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int len,
300                         int node);
301 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp);
302 static void cache_reap(struct work_struct *unused);
303
304 static int slab_early_init = 1;
305
306 #define INDEX_AC kmalloc_index(sizeof(struct arraycache_init))
307 #define INDEX_NODE kmalloc_index(sizeof(struct kmem_cache_node))
308
309 static void kmem_cache_node_init(struct kmem_cache_node *parent)
310 {
311         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_full);
312         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_partial);
313         INIT_LIST_HEAD(&parent->slabs_free);
314         parent->shared = NULL;
315         parent->alien = NULL;
316         parent->colour_next = 0;
317         spin_lock_init(&parent->list_lock);
318         parent->free_objects = 0;
319         parent->free_touched = 0;
320 }
321
322 #define MAKE_LIST(cachep, listp, slab, nodeid)                          \
323         do {                                                            \
324                 INIT_LIST_HEAD(listp);                                  \
325                 list_splice(&(cachep->node[nodeid]->slab), listp);      \
326         } while (0)
327
328 #define MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid)                             \
329         do {                                                            \
330         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_full), slabs_full, nodeid);  \
331         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_partial), slabs_partial, nodeid); \
332         MAKE_LIST((cachep), (&(ptr)->slabs_free), slabs_free, nodeid);  \
333         } while (0)
334
335 #define CFLGS_OFF_SLAB          (0x80000000UL)
336 #define OFF_SLAB(x)     ((x)->flags & CFLGS_OFF_SLAB)
337
338 #define BATCHREFILL_LIMIT       16
339 /*
340  * Optimization question: fewer reaps means less probability for unnessary
341  * cpucache drain/refill cycles.
342  *
343  * OTOH the cpuarrays can contain lots of objects,
344  * which could lock up otherwise freeable slabs.
345  */
346 #define REAPTIMEOUT_CPUC        (2*HZ)
347 #define REAPTIMEOUT_LIST3       (4*HZ)
348
349 #if STATS
350 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active++)
351 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     ((x)->num_active--)
352 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    ((x)->num_allocations++)
353 #define STATS_INC_GROWN(x)      ((x)->grown++)
354 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   ((x)->reaped += (y))
355 #define STATS_SET_HIGH(x)                                               \
356         do {                                                            \
357                 if ((x)->num_active > (x)->high_mark)                   \
358                         (x)->high_mark = (x)->num_active;               \
359         } while (0)
360 #define STATS_INC_ERR(x)        ((x)->errors++)
361 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) ((x)->node_allocs++)
362 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  ((x)->node_frees++)
363 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   ((x)->node_overflow++)
364 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i)                                        \
365         do {                                                            \
366                 if ((x)->max_freeable < i)                              \
367                         (x)->max_freeable = i;                          \
368         } while (0)
369 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   atomic_inc(&(x)->allochit)
370 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  atomic_inc(&(x)->allocmiss)
371 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    atomic_inc(&(x)->freehit)
372 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   atomic_inc(&(x)->freemiss)
373 #else
374 #define STATS_INC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
375 #define STATS_DEC_ACTIVE(x)     do { } while (0)
376 #define STATS_INC_ALLOCED(x)    do { } while (0)
377 #define STATS_INC_GROWN(x)      do { } while (0)
378 #define STATS_ADD_REAPED(x,y)   do { (void)(y); } while (0)
379 #define STATS_SET_HIGH(x)       do { } while (0)
380 #define STATS_INC_ERR(x)        do { } while (0)
381 #define STATS_INC_NODEALLOCS(x) do { } while (0)
382 #define STATS_INC_NODEFREES(x)  do { } while (0)
383 #define STATS_INC_ACOVERFLOW(x)   do { } while (0)
384 #define STATS_SET_FREEABLE(x, i) do { } while (0)
385 #define STATS_INC_ALLOCHIT(x)   do { } while (0)
386 #define STATS_INC_ALLOCMISS(x)  do { } while (0)
387 #define STATS_INC_FREEHIT(x)    do { } while (0)
388 #define STATS_INC_FREEMISS(x)   do { } while (0)
389 #endif
390
391 #if DEBUG
392
393 /*
394  * memory layout of objects:
395  * 0            : objp
396  * 0 .. cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD - 1: padding. This ensures that
397  *              the end of an object is aligned with the end of the real
398  *              allocation. Catches writes behind the end of the allocation.
399  * cachep->obj_offset - BYTES_PER_WORD .. cachep->obj_offset - 1:
400  *              redzone word.
401  * cachep->obj_offset: The real object.
402  * cachep->size - 2* BYTES_PER_WORD: redzone word [BYTES_PER_WORD long]
403  * cachep->size - 1* BYTES_PER_WORD: last caller address
404  *                                      [BYTES_PER_WORD long]
405  */
406 static int obj_offset(struct kmem_cache *cachep)
407 {
408         return cachep->obj_offset;
409 }
410
411 static unsigned long long *dbg_redzone1(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
412 {
413         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
414         return (unsigned long long*) (objp + obj_offset(cachep) -
415                                       sizeof(unsigned long long));
416 }
417
418 static unsigned long long *dbg_redzone2(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
419 {
420         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE));
421         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
422                 return (unsigned long long *)(objp + cachep->size -
423                                               sizeof(unsigned long long) -
424                                               REDZONE_ALIGN);
425         return (unsigned long long *) (objp + cachep->size -
426                                        sizeof(unsigned long long));
427 }
428
429 static void **dbg_userword(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
430 {
431         BUG_ON(!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER));
432         return (void **)(objp + cachep->size - BYTES_PER_WORD);
433 }
434
435 #else
436
437 #define obj_offset(x)                   0
438 #define dbg_redzone1(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
439 #define dbg_redzone2(cachep, objp)      ({BUG(); (unsigned long long *)NULL;})
440 #define dbg_userword(cachep, objp)      ({BUG(); (void **)NULL;})
441
442 #endif
443
444 /*
445  * Do not go above this order unless 0 objects fit into the slab or
446  * overridden on the command line.
447  */
448 #define SLAB_MAX_ORDER_HI       1
449 #define SLAB_MAX_ORDER_LO       0
450 static int slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_LO;
451 static bool slab_max_order_set __initdata;
452
453 static inline struct kmem_cache *virt_to_cache(const void *obj)
454 {
455         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
456         return page->slab_cache;
457 }
458
459 static inline struct slab *virt_to_slab(const void *obj)
460 {
461         struct page *page = virt_to_head_page(obj);
462
463         VM_BUG_ON(!PageSlab(page));
464         return page->slab_page;
465 }
466
467 static inline void *index_to_obj(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
468                                  unsigned int idx)
469 {
470         return slab->s_mem + cache->size * idx;
471 }
472
473 /*
474  * We want to avoid an expensive divide : (offset / cache->size)
475  *   Using the fact that size is a constant for a particular cache,
476  *   we can replace (offset / cache->size) by
477  *   reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size)
478  */
479 static inline unsigned int obj_to_index(const struct kmem_cache *cache,
480                                         const struct slab *slab, void *obj)
481 {
482         u32 offset = (obj - slab->s_mem);
483         return reciprocal_divide(offset, cache->reciprocal_buffer_size);
484 }
485
486 static struct arraycache_init initarray_generic =
487     { {0, BOOT_CPUCACHE_ENTRIES, 1, 0} };
488
489 /* internal cache of cache description objs */
490 static struct kmem_cache kmem_cache_boot = {
491         .batchcount = 1,
492         .limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES,
493         .shared = 1,
494         .size = sizeof(struct kmem_cache),
495         .name = "kmem_cache",
496 };
497
498 #define BAD_ALIEN_MAGIC 0x01020304ul
499
500 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
501
502 /*
503  * Slab sometimes uses the kmalloc slabs to store the slab headers
504  * for other slabs "off slab".
505  * The locking for this is tricky in that it nests within the locks
506  * of all other slabs in a few places; to deal with this special
507  * locking we put on-slab caches into a separate lock-class.
508  *
509  * We set lock class for alien array caches which are up during init.
510  * The lock annotation will be lost if all cpus of a node goes down and
511  * then comes back up during hotplug
512  */
513 static struct lock_class_key on_slab_l3_key;
514 static struct lock_class_key on_slab_alc_key;
515
516 static struct lock_class_key debugobj_l3_key;
517 static struct lock_class_key debugobj_alc_key;
518
519 static void slab_set_lock_classes(struct kmem_cache *cachep,
520                 struct lock_class_key *l3_key, struct lock_class_key *alc_key,
521                 int q)
522 {
523         struct array_cache **alc;
524         struct kmem_cache_node *n;
525         int r;
526
527         n = cachep->node[q];
528         if (!n)
529                 return;
530
531         lockdep_set_class(&n->list_lock, l3_key);
532         alc = n->alien;
533         /*
534          * FIXME: This check for BAD_ALIEN_MAGIC
535          * should go away when common slab code is taught to
536          * work even without alien caches.
537          * Currently, non NUMA code returns BAD_ALIEN_MAGIC
538          * for alloc_alien_cache,
539          */
540         if (!alc || (unsigned long)alc == BAD_ALIEN_MAGIC)
541                 return;
542         for_each_node(r) {
543                 if (alc[r])
544                         lockdep_set_class(&alc[r]->lock, alc_key);
545         }
546 }
547
548 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
549 {
550         slab_set_lock_classes(cachep, &debugobj_l3_key, &debugobj_alc_key, node);
551 }
552
553 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
554 {
555         int node;
556
557         for_each_online_node(node)
558                 slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
559 }
560
561 static void init_node_lock_keys(int q)
562 {
563         int i;
564
565         if (slab_state < UP)
566                 return;
567
568         for (i = 1; i <= KMALLOC_SHIFT_HIGH; i++) {
569                 struct kmem_cache_node *n;
570                 struct kmem_cache *cache = kmalloc_caches[i];
571
572                 if (!cache)
573                         continue;
574
575                 n = cache->node[q];
576                 if (!n || OFF_SLAB(cache))
577                         continue;
578
579                 slab_set_lock_classes(cache, &on_slab_l3_key,
580                                 &on_slab_alc_key, q);
581         }
582 }
583
584 static void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int q)
585 {
586         if (!cachep->node[q])
587                 return;
588
589         slab_set_lock_classes(cachep, &on_slab_l3_key,
590                         &on_slab_alc_key, q);
591 }
592
593 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
594 {
595         int node;
596
597         VM_BUG_ON(OFF_SLAB(cachep));
598         for_each_node(node)
599                 on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
600 }
601
602 static inline void init_lock_keys(void)
603 {
604         int node;
605
606         for_each_node(node)
607                 init_node_lock_keys(node);
608 }
609 #else
610 static void init_node_lock_keys(int q)
611 {
612 }
613
614 static inline void init_lock_keys(void)
615 {
616 }
617
618 static inline void on_slab_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
619 {
620 }
621
622 static inline void on_slab_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
623 {
624 }
625
626 static void slab_set_debugobj_lock_classes_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
627 {
628 }
629
630 static void slab_set_debugobj_lock_classes(struct kmem_cache *cachep)
631 {
632 }
633 #endif
634
635 static DEFINE_PER_CPU(struct delayed_work, slab_reap_work);
636
637 static inline struct array_cache *cpu_cache_get(struct kmem_cache *cachep)
638 {
639         return cachep->array[smp_processor_id()];
640 }
641
642 static size_t slab_mgmt_size(size_t nr_objs, size_t align)
643 {
644         return ALIGN(sizeof(struct slab)+nr_objs*sizeof(kmem_bufctl_t), align);
645 }
646
647 /*
648  * Calculate the number of objects and left-over bytes for a given buffer size.
649  */
650 static void cache_estimate(unsigned long gfporder, size_t buffer_size,
651                            size_t align, int flags, size_t *left_over,
652                            unsigned int *num)
653 {
654         int nr_objs;
655         size_t mgmt_size;
656         size_t slab_size = PAGE_SIZE << gfporder;
657
658         /*
659          * The slab management structure can be either off the slab or
660          * on it. For the latter case, the memory allocated for a
661          * slab is used for:
662          *
663          * - The struct slab
664          * - One kmem_bufctl_t for each object
665          * - Padding to respect alignment of @align
666          * - @buffer_size bytes for each object
667          *
668          * If the slab management structure is off the slab, then the
669          * alignment will already be calculated into the size. Because
670          * the slabs are all pages aligned, the objects will be at the
671          * correct alignment when allocated.
672          */
673         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
674                 mgmt_size = 0;
675                 nr_objs = slab_size / buffer_size;
676
677                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
678                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
679         } else {
680                 /*
681                  * Ignore padding for the initial guess. The padding
682                  * is at most @align-1 bytes, and @buffer_size is at
683                  * least @align. In the worst case, this result will
684                  * be one greater than the number of objects that fit
685                  * into the memory allocation when taking the padding
686                  * into account.
687                  */
688                 nr_objs = (slab_size - sizeof(struct slab)) /
689                           (buffer_size + sizeof(kmem_bufctl_t));
690
691                 /*
692                  * This calculated number will be either the right
693                  * amount, or one greater than what we want.
694                  */
695                 if (slab_mgmt_size(nr_objs, align) + nr_objs*buffer_size
696                        > slab_size)
697                         nr_objs--;
698
699                 if (nr_objs > SLAB_LIMIT)
700                         nr_objs = SLAB_LIMIT;
701
702                 mgmt_size = slab_mgmt_size(nr_objs, align);
703         }
704         *num = nr_objs;
705         *left_over = slab_size - nr_objs*buffer_size - mgmt_size;
706 }
707
708 #if DEBUG
709 #define slab_error(cachep, msg) __slab_error(__func__, cachep, msg)
710
711 static void __slab_error(const char *function, struct kmem_cache *cachep,
712                         char *msg)
713 {
714         printk(KERN_ERR "slab error in %s(): cache `%s': %s\n",
715                function, cachep->name, msg);
716         dump_stack();
717         add_taint(TAINT_BAD_PAGE, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
718 }
719 #endif
720
721 /*
722  * By default on NUMA we use alien caches to stage the freeing of
723  * objects allocated from other nodes. This causes massive memory
724  * inefficiencies when using fake NUMA setup to split memory into a
725  * large number of small nodes, so it can be disabled on the command
726  * line
727   */
728
729 static int use_alien_caches __read_mostly = 1;
730 static int __init noaliencache_setup(char *s)
731 {
732         use_alien_caches = 0;
733         return 1;
734 }
735 __setup("noaliencache", noaliencache_setup);
736
737 static int __init slab_max_order_setup(char *str)
738 {
739         get_option(&str, &slab_max_order);
740         slab_max_order = slab_max_order < 0 ? 0 :
741                                 min(slab_max_order, MAX_ORDER - 1);
742         slab_max_order_set = true;
743
744         return 1;
745 }
746 __setup("slab_max_order=", slab_max_order_setup);
747
748 #ifdef CONFIG_NUMA
749 /*
750  * Special reaping functions for NUMA systems called from cache_reap().
751  * These take care of doing round robin flushing of alien caches (containing
752  * objects freed on different nodes from which they were allocated) and the
753  * flushing of remote pcps by calling drain_node_pages.
754  */
755 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, slab_reap_node);
756
757 static void init_reap_node(int cpu)
758 {
759         int node;
760
761         node = next_node(cpu_to_mem(cpu), node_online_map);
762         if (node == MAX_NUMNODES)
763                 node = first_node(node_online_map);
764
765         per_cpu(slab_reap_node, cpu) = node;
766 }
767
768 static void next_reap_node(void)
769 {
770         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
771
772         node = next_node(node, node_online_map);
773         if (unlikely(node >= MAX_NUMNODES))
774                 node = first_node(node_online_map);
775         __this_cpu_write(slab_reap_node, node);
776 }
777
778 #else
779 #define init_reap_node(cpu) do { } while (0)
780 #define next_reap_node(void) do { } while (0)
781 #endif
782
783 /*
784  * Initiate the reap timer running on the target CPU.  We run at around 1 to 2Hz
785  * via the workqueue/eventd.
786  * Add the CPU number into the expiration time to minimize the possibility of
787  * the CPUs getting into lockstep and contending for the global cache chain
788  * lock.
789  */
790 static void __cpuinit start_cpu_timer(int cpu)
791 {
792         struct delayed_work *reap_work = &per_cpu(slab_reap_work, cpu);
793
794         /*
795          * When this gets called from do_initcalls via cpucache_init(),
796          * init_workqueues() has already run, so keventd will be setup
797          * at that time.
798          */
799         if (keventd_up() && reap_work->work.func == NULL) {
800                 init_reap_node(cpu);
801                 INIT_DEFERRABLE_WORK(reap_work, cache_reap);
802                 schedule_delayed_work_on(cpu, reap_work,
803                                         __round_jiffies_relative(HZ, cpu));
804         }
805 }
806
807 static struct array_cache *alloc_arraycache(int node, int entries,
808                                             int batchcount, gfp_t gfp)
809 {
810         int memsize = sizeof(void *) * entries + sizeof(struct array_cache);
811         struct array_cache *nc = NULL;
812
813         nc = kmalloc_node(memsize, gfp, node);
814         /*
815          * The array_cache structures contain pointers to free object.
816          * However, when such objects are allocated or transferred to another
817          * cache the pointers are not cleared and they could be counted as
818          * valid references during a kmemleak scan. Therefore, kmemleak must
819          * not scan such objects.
820          */
821         kmemleak_no_scan(nc);
822         if (nc) {
823                 nc->avail = 0;
824                 nc->limit = entries;
825                 nc->batchcount = batchcount;
826                 nc->touched = 0;
827                 spin_lock_init(&nc->lock);
828         }
829         return nc;
830 }
831
832 static inline bool is_slab_pfmemalloc(struct slab *slabp)
833 {
834         struct page *page = virt_to_page(slabp->s_mem);
835
836         return PageSlabPfmemalloc(page);
837 }
838
839 /* Clears pfmemalloc_active if no slabs have pfmalloc set */
840 static void recheck_pfmemalloc_active(struct kmem_cache *cachep,
841                                                 struct array_cache *ac)
842 {
843         struct kmem_cache_node *n = cachep->node[numa_mem_id()];
844         struct slab *slabp;
845         unsigned long flags;
846
847         if (!pfmemalloc_active)
848                 return;
849
850         spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
851         list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_full, list)
852                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
853                         goto out;
854
855         list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_partial, list)
856                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
857                         goto out;
858
859         list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_free, list)
860                 if (is_slab_pfmemalloc(slabp))
861                         goto out;
862
863         pfmemalloc_active = false;
864 out:
865         spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
866 }
867
868 static void *__ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
869                                                 gfp_t flags, bool force_refill)
870 {
871         int i;
872         void *objp = ac->entry[--ac->avail];
873
874         /* Ensure the caller is allowed to use objects from PFMEMALLOC slab */
875         if (unlikely(is_obj_pfmemalloc(objp))) {
876                 struct kmem_cache_node *n;
877
878                 if (gfp_pfmemalloc_allowed(flags)) {
879                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
880                         return objp;
881                 }
882
883                 /* The caller cannot use PFMEMALLOC objects, find another one */
884                 for (i = 0; i < ac->avail; i++) {
885                         /* If a !PFMEMALLOC object is found, swap them */
886                         if (!is_obj_pfmemalloc(ac->entry[i])) {
887                                 objp = ac->entry[i];
888                                 ac->entry[i] = ac->entry[ac->avail];
889                                 ac->entry[ac->avail] = objp;
890                                 return objp;
891                         }
892                 }
893
894                 /*
895                  * If there are empty slabs on the slabs_free list and we are
896                  * being forced to refill the cache, mark this one !pfmemalloc.
897                  */
898                 n = cachep->node[numa_mem_id()];
899                 if (!list_empty(&n->slabs_free) && force_refill) {
900                         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
901                         ClearPageSlabPfmemalloc(virt_to_head_page(slabp->s_mem));
902                         clear_obj_pfmemalloc(&objp);
903                         recheck_pfmemalloc_active(cachep, ac);
904                         return objp;
905                 }
906
907                 /* No !PFMEMALLOC objects available */
908                 ac->avail++;
909                 objp = NULL;
910         }
911
912         return objp;
913 }
914
915 static inline void *ac_get_obj(struct kmem_cache *cachep,
916                         struct array_cache *ac, gfp_t flags, bool force_refill)
917 {
918         void *objp;
919
920         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
921                 objp = __ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
922         else
923                 objp = ac->entry[--ac->avail];
924
925         return objp;
926 }
927
928 static void *__ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
929                                                                 void *objp)
930 {
931         if (unlikely(pfmemalloc_active)) {
932                 /* Some pfmemalloc slabs exist, check if this is one */
933                 struct page *page = virt_to_head_page(objp);
934                 if (PageSlabPfmemalloc(page))
935                         set_obj_pfmemalloc(&objp);
936         }
937
938         return objp;
939 }
940
941 static inline void ac_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac,
942                                                                 void *objp)
943 {
944         if (unlikely(sk_memalloc_socks()))
945                 objp = __ac_put_obj(cachep, ac, objp);
946
947         ac->entry[ac->avail++] = objp;
948 }
949
950 /*
951  * Transfer objects in one arraycache to another.
952  * Locking must be handled by the caller.
953  *
954  * Return the number of entries transferred.
955  */
956 static int transfer_objects(struct array_cache *to,
957                 struct array_cache *from, unsigned int max)
958 {
959         /* Figure out how many entries to transfer */
960         int nr = min3(from->avail, max, to->limit - to->avail);
961
962         if (!nr)
963                 return 0;
964
965         memcpy(to->entry + to->avail, from->entry + from->avail -nr,
966                         sizeof(void *) *nr);
967
968         from->avail -= nr;
969         to->avail += nr;
970         return nr;
971 }
972
973 #ifndef CONFIG_NUMA
974
975 #define drain_alien_cache(cachep, alien) do { } while (0)
976 #define reap_alien(cachep, n) do { } while (0)
977
978 static inline struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
979 {
980         return (struct array_cache **)BAD_ALIEN_MAGIC;
981 }
982
983 static inline void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
984 {
985 }
986
987 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
988 {
989         return 0;
990 }
991
992 static inline void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep,
993                 gfp_t flags)
994 {
995         return NULL;
996 }
997
998 static inline void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep,
999                  gfp_t flags, int nodeid)
1000 {
1001         return NULL;
1002 }
1003
1004 #else   /* CONFIG_NUMA */
1005
1006 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *, gfp_t, int);
1007 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *, gfp_t);
1008
1009 static struct array_cache **alloc_alien_cache(int node, int limit, gfp_t gfp)
1010 {
1011         struct array_cache **ac_ptr;
1012         int memsize = sizeof(void *) * nr_node_ids;
1013         int i;
1014
1015         if (limit > 1)
1016                 limit = 12;
1017         ac_ptr = kzalloc_node(memsize, gfp, node);
1018         if (ac_ptr) {
1019                 for_each_node(i) {
1020                         if (i == node || !node_online(i))
1021                                 continue;
1022                         ac_ptr[i] = alloc_arraycache(node, limit, 0xbaadf00d, gfp);
1023                         if (!ac_ptr[i]) {
1024                                 for (i--; i >= 0; i--)
1025                                         kfree(ac_ptr[i]);
1026                                 kfree(ac_ptr);
1027                                 return NULL;
1028                         }
1029                 }
1030         }
1031         return ac_ptr;
1032 }
1033
1034 static void free_alien_cache(struct array_cache **ac_ptr)
1035 {
1036         int i;
1037
1038         if (!ac_ptr)
1039                 return;
1040         for_each_node(i)
1041             kfree(ac_ptr[i]);
1042         kfree(ac_ptr);
1043 }
1044
1045 static void __drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1046                                 struct array_cache *ac, int node)
1047 {
1048         struct kmem_cache_node *n = cachep->node[node];
1049
1050         if (ac->avail) {
1051                 spin_lock(&n->list_lock);
1052                 /*
1053                  * Stuff objects into the remote nodes shared array first.
1054                  * That way we could avoid the overhead of putting the objects
1055                  * into the free lists and getting them back later.
1056                  */
1057                 if (n->shared)
1058                         transfer_objects(n->shared, ac, ac->limit);
1059
1060                 free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
1061                 ac->avail = 0;
1062                 spin_unlock(&n->list_lock);
1063         }
1064 }
1065
1066 /*
1067  * Called from cache_reap() to regularly drain alien caches round robin.
1068  */
1069 static void reap_alien(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n)
1070 {
1071         int node = __this_cpu_read(slab_reap_node);
1072
1073         if (n->alien) {
1074                 struct array_cache *ac = n->alien[node];
1075
1076                 if (ac && ac->avail && spin_trylock_irq(&ac->lock)) {
1077                         __drain_alien_cache(cachep, ac, node);
1078                         spin_unlock_irq(&ac->lock);
1079                 }
1080         }
1081 }
1082
1083 static void drain_alien_cache(struct kmem_cache *cachep,
1084                                 struct array_cache **alien)
1085 {
1086         int i = 0;
1087         struct array_cache *ac;
1088         unsigned long flags;
1089
1090         for_each_online_node(i) {
1091                 ac = alien[i];
1092                 if (ac) {
1093                         spin_lock_irqsave(&ac->lock, flags);
1094                         __drain_alien_cache(cachep, ac, i);
1095                         spin_unlock_irqrestore(&ac->lock, flags);
1096                 }
1097         }
1098 }
1099
1100 static inline int cache_free_alien(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1101 {
1102         struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1103         int nodeid = slabp->nodeid;
1104         struct kmem_cache_node *n;
1105         struct array_cache *alien = NULL;
1106         int node;
1107
1108         node = numa_mem_id();
1109
1110         /*
1111          * Make sure we are not freeing a object from another node to the array
1112          * cache on this cpu.
1113          */
1114         if (likely(slabp->nodeid == node))
1115                 return 0;
1116
1117         n = cachep->node[node];
1118         STATS_INC_NODEFREES(cachep);
1119         if (n->alien && n->alien[nodeid]) {
1120                 alien = n->alien[nodeid];
1121                 spin_lock(&alien->lock);
1122                 if (unlikely(alien->avail == alien->limit)) {
1123                         STATS_INC_ACOVERFLOW(cachep);
1124                         __drain_alien_cache(cachep, alien, nodeid);
1125                 }
1126                 ac_put_obj(cachep, alien, objp);
1127                 spin_unlock(&alien->lock);
1128         } else {
1129                 spin_lock(&(cachep->node[nodeid])->list_lock);
1130                 free_block(cachep, &objp, 1, nodeid);
1131                 spin_unlock(&(cachep->node[nodeid])->list_lock);
1132         }
1133         return 1;
1134 }
1135 #endif
1136
1137 /*
1138  * Allocates and initializes node for a node on each slab cache, used for
1139  * either memory or cpu hotplug.  If memory is being hot-added, the kmem_cache_node
1140  * will be allocated off-node since memory is not yet online for the new node.
1141  * When hotplugging memory or a cpu, existing node are not replaced if
1142  * already in use.
1143  *
1144  * Must hold slab_mutex.
1145  */
1146 static int init_cache_node_node(int node)
1147 {
1148         struct kmem_cache *cachep;
1149         struct kmem_cache_node *n;
1150         const int memsize = sizeof(struct kmem_cache_node);
1151
1152         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1153                 /*
1154                  * Set up the size64 kmemlist for cpu before we can
1155                  * begin anything. Make sure some other cpu on this
1156                  * node has not already allocated this
1157                  */
1158                 if (!cachep->node[node]) {
1159                         n = kmalloc_node(memsize, GFP_KERNEL, node);
1160                         if (!n)
1161                                 return -ENOMEM;
1162                         kmem_cache_node_init(n);
1163                         n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
1164                             ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1165
1166                         /*
1167                          * The l3s don't come and go as CPUs come and
1168                          * go.  slab_mutex is sufficient
1169                          * protection here.
1170                          */
1171                         cachep->node[node] = n;
1172                 }
1173
1174                 spin_lock_irq(&cachep->node[node]->list_lock);
1175                 cachep->node[node]->free_limit =
1176                         (1 + nr_cpus_node(node)) *
1177                         cachep->batchcount + cachep->num;
1178                 spin_unlock_irq(&cachep->node[node]->list_lock);
1179         }
1180         return 0;
1181 }
1182
1183 static void __cpuinit cpuup_canceled(long cpu)
1184 {
1185         struct kmem_cache *cachep;
1186         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1187         int node = cpu_to_mem(cpu);
1188         const struct cpumask *mask = cpumask_of_node(node);
1189
1190         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1191                 struct array_cache *nc;
1192                 struct array_cache *shared;
1193                 struct array_cache **alien;
1194
1195                 /* cpu is dead; no one can alloc from it. */
1196                 nc = cachep->array[cpu];
1197                 cachep->array[cpu] = NULL;
1198                 n = cachep->node[node];
1199
1200                 if (!n)
1201                         goto free_array_cache;
1202
1203                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1204
1205                 /* Free limit for this kmem_cache_node */
1206                 n->free_limit -= cachep->batchcount;
1207                 if (nc)
1208                         free_block(cachep, nc->entry, nc->avail, node);
1209
1210                 if (!cpumask_empty(mask)) {
1211                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1212                         goto free_array_cache;
1213                 }
1214
1215                 shared = n->shared;
1216                 if (shared) {
1217                         free_block(cachep, shared->entry,
1218                                    shared->avail, node);
1219                         n->shared = NULL;
1220                 }
1221
1222                 alien = n->alien;
1223                 n->alien = NULL;
1224
1225                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1226
1227                 kfree(shared);
1228                 if (alien) {
1229                         drain_alien_cache(cachep, alien);
1230                         free_alien_cache(alien);
1231                 }
1232 free_array_cache:
1233                 kfree(nc);
1234         }
1235         /*
1236          * In the previous loop, all the objects were freed to
1237          * the respective cache's slabs,  now we can go ahead and
1238          * shrink each nodelist to its limit.
1239          */
1240         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1241                 n = cachep->node[node];
1242                 if (!n)
1243                         continue;
1244                 drain_freelist(cachep, n, n->free_objects);
1245         }
1246 }
1247
1248 static int __cpuinit cpuup_prepare(long cpu)
1249 {
1250         struct kmem_cache *cachep;
1251         struct kmem_cache_node *n = NULL;
1252         int node = cpu_to_mem(cpu);
1253         int err;
1254
1255         /*
1256          * We need to do this right in the beginning since
1257          * alloc_arraycache's are going to use this list.
1258          * kmalloc_node allows us to add the slab to the right
1259          * kmem_cache_node and not this cpu's kmem_cache_node
1260          */
1261         err = init_cache_node_node(node);
1262         if (err < 0)
1263                 goto bad;
1264
1265         /*
1266          * Now we can go ahead with allocating the shared arrays and
1267          * array caches
1268          */
1269         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1270                 struct array_cache *nc;
1271                 struct array_cache *shared = NULL;
1272                 struct array_cache **alien = NULL;
1273
1274                 nc = alloc_arraycache(node, cachep->limit,
1275                                         cachep->batchcount, GFP_KERNEL);
1276                 if (!nc)
1277                         goto bad;
1278                 if (cachep->shared) {
1279                         shared = alloc_arraycache(node,
1280                                 cachep->shared * cachep->batchcount,
1281                                 0xbaadf00d, GFP_KERNEL);
1282                         if (!shared) {
1283                                 kfree(nc);
1284                                 goto bad;
1285                         }
1286                 }
1287                 if (use_alien_caches) {
1288                         alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, GFP_KERNEL);
1289                         if (!alien) {
1290                                 kfree(shared);
1291                                 kfree(nc);
1292                                 goto bad;
1293                         }
1294                 }
1295                 cachep->array[cpu] = nc;
1296                 n = cachep->node[node];
1297                 BUG_ON(!n);
1298
1299                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
1300                 if (!n->shared) {
1301                         /*
1302                          * We are serialised from CPU_DEAD or
1303                          * CPU_UP_CANCELLED by the cpucontrol lock
1304                          */
1305                         n->shared = shared;
1306                         shared = NULL;
1307                 }
1308 #ifdef CONFIG_NUMA
1309                 if (!n->alien) {
1310                         n->alien = alien;
1311                         alien = NULL;
1312                 }
1313 #endif
1314                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
1315                 kfree(shared);
1316                 free_alien_cache(alien);
1317                 if (cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS)
1318                         slab_set_debugobj_lock_classes_node(cachep, node);
1319                 else if (!OFF_SLAB(cachep) &&
1320                          !(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
1321                         on_slab_lock_classes_node(cachep, node);
1322         }
1323         init_node_lock_keys(node);
1324
1325         return 0;
1326 bad:
1327         cpuup_canceled(cpu);
1328         return -ENOMEM;
1329 }
1330
1331 static int __cpuinit cpuup_callback(struct notifier_block *nfb,
1332                                     unsigned long action, void *hcpu)
1333 {
1334         long cpu = (long)hcpu;
1335         int err = 0;
1336
1337         switch (action) {
1338         case CPU_UP_PREPARE:
1339         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1340                 mutex_lock(&slab_mutex);
1341                 err = cpuup_prepare(cpu);
1342                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1343                 break;
1344         case CPU_ONLINE:
1345         case CPU_ONLINE_FROZEN:
1346                 start_cpu_timer(cpu);
1347                 break;
1348 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1349         case CPU_DOWN_PREPARE:
1350         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1351                 /*
1352                  * Shutdown cache reaper. Note that the slab_mutex is
1353                  * held so that if cache_reap() is invoked it cannot do
1354                  * anything expensive but will only modify reap_work
1355                  * and reschedule the timer.
1356                 */
1357                 cancel_delayed_work_sync(&per_cpu(slab_reap_work, cpu));
1358                 /* Now the cache_reaper is guaranteed to be not running. */
1359                 per_cpu(slab_reap_work, cpu).work.func = NULL;
1360                 break;
1361         case CPU_DOWN_FAILED:
1362         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
1363                 start_cpu_timer(cpu);
1364                 break;
1365         case CPU_DEAD:
1366         case CPU_DEAD_FROZEN:
1367                 /*
1368                  * Even if all the cpus of a node are down, we don't free the
1369                  * kmem_cache_node of any cache. This to avoid a race between
1370                  * cpu_down, and a kmalloc allocation from another cpu for
1371                  * memory from the node of the cpu going down.  The node
1372                  * structure is usually allocated from kmem_cache_create() and
1373                  * gets destroyed at kmem_cache_destroy().
1374                  */
1375                 /* fall through */
1376 #endif
1377         case CPU_UP_CANCELED:
1378         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1379                 mutex_lock(&slab_mutex);
1380                 cpuup_canceled(cpu);
1381                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1382                 break;
1383         }
1384         return notifier_from_errno(err);
1385 }
1386
1387 static struct notifier_block __cpuinitdata cpucache_notifier = {
1388         &cpuup_callback, NULL, 0
1389 };
1390
1391 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_MEMORY_HOTPLUG)
1392 /*
1393  * Drains freelist for a node on each slab cache, used for memory hot-remove.
1394  * Returns -EBUSY if all objects cannot be drained so that the node is not
1395  * removed.
1396  *
1397  * Must hold slab_mutex.
1398  */
1399 static int __meminit drain_cache_node_node(int node)
1400 {
1401         struct kmem_cache *cachep;
1402         int ret = 0;
1403
1404         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
1405                 struct kmem_cache_node *n;
1406
1407                 n = cachep->node[node];
1408                 if (!n)
1409                         continue;
1410
1411                 drain_freelist(cachep, n, n->free_objects);
1412
1413                 if (!list_empty(&n->slabs_full) ||
1414                     !list_empty(&n->slabs_partial)) {
1415                         ret = -EBUSY;
1416                         break;
1417                 }
1418         }
1419         return ret;
1420 }
1421
1422 static int __meminit slab_memory_callback(struct notifier_block *self,
1423                                         unsigned long action, void *arg)
1424 {
1425         struct memory_notify *mnb = arg;
1426         int ret = 0;
1427         int nid;
1428
1429         nid = mnb->status_change_nid;
1430         if (nid < 0)
1431                 goto out;
1432
1433         switch (action) {
1434         case MEM_GOING_ONLINE:
1435                 mutex_lock(&slab_mutex);
1436                 ret = init_cache_node_node(nid);
1437                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1438                 break;
1439         case MEM_GOING_OFFLINE:
1440                 mutex_lock(&slab_mutex);
1441                 ret = drain_cache_node_node(nid);
1442                 mutex_unlock(&slab_mutex);
1443                 break;
1444         case MEM_ONLINE:
1445         case MEM_OFFLINE:
1446         case MEM_CANCEL_ONLINE:
1447         case MEM_CANCEL_OFFLINE:
1448                 break;
1449         }
1450 out:
1451         return notifier_from_errno(ret);
1452 }
1453 #endif /* CONFIG_NUMA && CONFIG_MEMORY_HOTPLUG */
1454
1455 /*
1456  * swap the static kmem_cache_node with kmalloced memory
1457  */
1458 static void __init init_list(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *list,
1459                                 int nodeid)
1460 {
1461         struct kmem_cache_node *ptr;
1462
1463         ptr = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), GFP_NOWAIT, nodeid);
1464         BUG_ON(!ptr);
1465
1466         memcpy(ptr, list, sizeof(struct kmem_cache_node));
1467         /*
1468          * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1469          */
1470         spin_lock_init(&ptr->list_lock);
1471
1472         MAKE_ALL_LISTS(cachep, ptr, nodeid);
1473         cachep->node[nodeid] = ptr;
1474 }
1475
1476 /*
1477  * For setting up all the kmem_cache_node for cache whose buffer_size is same as
1478  * size of kmem_cache_node.
1479  */
1480 static void __init set_up_node(struct kmem_cache *cachep, int index)
1481 {
1482         int node;
1483
1484         for_each_online_node(node) {
1485                 cachep->node[node] = &init_kmem_cache_node[index + node];
1486                 cachep->node[node]->next_reap = jiffies +
1487                     REAPTIMEOUT_LIST3 +
1488                     ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
1489         }
1490 }
1491
1492 /*
1493  * The memory after the last cpu cache pointer is used for the
1494  * the node pointer.
1495  */
1496 static void setup_node_pointer(struct kmem_cache *cachep)
1497 {
1498         cachep->node = (struct kmem_cache_node **)&cachep->array[nr_cpu_ids];
1499 }
1500
1501 /*
1502  * Initialisation.  Called after the page allocator have been initialised and
1503  * before smp_init().
1504  */
1505 void __init kmem_cache_init(void)
1506 {
1507         int i;
1508
1509         kmem_cache = &kmem_cache_boot;
1510         setup_node_pointer(kmem_cache);
1511
1512         if (num_possible_nodes() == 1)
1513                 use_alien_caches = 0;
1514
1515         for (i = 0; i < NUM_INIT_LISTS; i++)
1516                 kmem_cache_node_init(&init_kmem_cache_node[i]);
1517
1518         set_up_node(kmem_cache, CACHE_CACHE);
1519
1520         /*
1521          * Fragmentation resistance on low memory - only use bigger
1522          * page orders on machines with more than 32MB of memory if
1523          * not overridden on the command line.
1524          */
1525         if (!slab_max_order_set && totalram_pages > (32 << 20) >> PAGE_SHIFT)
1526                 slab_max_order = SLAB_MAX_ORDER_HI;
1527
1528         /* Bootstrap is tricky, because several objects are allocated
1529          * from caches that do not exist yet:
1530          * 1) initialize the kmem_cache cache: it contains the struct
1531          *    kmem_cache structures of all caches, except kmem_cache itself:
1532          *    kmem_cache is statically allocated.
1533          *    Initially an __init data area is used for the head array and the
1534          *    kmem_cache_node structures, it's replaced with a kmalloc allocated
1535          *    array at the end of the bootstrap.
1536          * 2) Create the first kmalloc cache.
1537          *    The struct kmem_cache for the new cache is allocated normally.
1538          *    An __init data area is used for the head array.
1539          * 3) Create the remaining kmalloc caches, with minimally sized
1540          *    head arrays.
1541          * 4) Replace the __init data head arrays for kmem_cache and the first
1542          *    kmalloc cache with kmalloc allocated arrays.
1543          * 5) Replace the __init data for kmem_cache_node for kmem_cache and
1544          *    the other cache's with kmalloc allocated memory.
1545          * 6) Resize the head arrays of the kmalloc caches to their final sizes.
1546          */
1547
1548         /* 1) create the kmem_cache */
1549
1550         /*
1551          * struct kmem_cache size depends on nr_node_ids & nr_cpu_ids
1552          */
1553         create_boot_cache(kmem_cache, "kmem_cache",
1554                 offsetof(struct kmem_cache, array[nr_cpu_ids]) +
1555                                   nr_node_ids * sizeof(struct kmem_cache_node *),
1556                                   SLAB_HWCACHE_ALIGN);
1557         list_add(&kmem_cache->list, &slab_caches);
1558
1559         /* 2+3) create the kmalloc caches */
1560
1561         /*
1562          * Initialize the caches that provide memory for the array cache and the
1563          * kmem_cache_node structures first.  Without this, further allocations will
1564          * bug.
1565          */
1566
1567         kmalloc_caches[INDEX_AC] = create_kmalloc_cache("kmalloc-ac",
1568                                         kmalloc_size(INDEX_AC), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1569
1570         if (INDEX_AC != INDEX_NODE)
1571                 kmalloc_caches[INDEX_NODE] =
1572                         create_kmalloc_cache("kmalloc-node",
1573                                 kmalloc_size(INDEX_NODE), ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1574
1575         slab_early_init = 0;
1576
1577         /* 4) Replace the bootstrap head arrays */
1578         {
1579                 struct array_cache *ptr;
1580
1581                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1582
1583                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmem_cache),
1584                        sizeof(struct arraycache_init));
1585                 /*
1586                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1587                  */
1588                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1589
1590                 kmem_cache->array[smp_processor_id()] = ptr;
1591
1592                 ptr = kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), GFP_NOWAIT);
1593
1594                 BUG_ON(cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC])
1595                        != &initarray_generic.cache);
1596                 memcpy(ptr, cpu_cache_get(kmalloc_caches[INDEX_AC]),
1597                        sizeof(struct arraycache_init));
1598                 /*
1599                  * Do not assume that spinlocks can be initialized via memcpy:
1600                  */
1601                 spin_lock_init(&ptr->lock);
1602
1603                 kmalloc_caches[INDEX_AC]->array[smp_processor_id()] = ptr;
1604         }
1605         /* 5) Replace the bootstrap kmem_cache_node */
1606         {
1607                 int nid;
1608
1609                 for_each_online_node(nid) {
1610                         init_list(kmem_cache, &init_kmem_cache_node[CACHE_CACHE + nid], nid);
1611
1612                         init_list(kmalloc_caches[INDEX_AC],
1613                                   &init_kmem_cache_node[SIZE_AC + nid], nid);
1614
1615                         if (INDEX_AC != INDEX_NODE) {
1616                                 init_list(kmalloc_caches[INDEX_NODE],
1617                                           &init_kmem_cache_node[SIZE_NODE + nid], nid);
1618                         }
1619                 }
1620         }
1621
1622         create_kmalloc_caches(ARCH_KMALLOC_FLAGS);
1623 }
1624
1625 void __init kmem_cache_init_late(void)
1626 {
1627         struct kmem_cache *cachep;
1628
1629         slab_state = UP;
1630
1631         /* 6) resize the head arrays to their final sizes */
1632         mutex_lock(&slab_mutex);
1633         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list)
1634                 if (enable_cpucache(cachep, GFP_NOWAIT))
1635                         BUG();
1636         mutex_unlock(&slab_mutex);
1637
1638         /* Annotate slab for lockdep -- annotate the malloc caches */
1639         init_lock_keys();
1640
1641         /* Done! */
1642         slab_state = FULL;
1643
1644         /*
1645          * Register a cpu startup notifier callback that initializes
1646          * cpu_cache_get for all new cpus
1647          */
1648         register_cpu_notifier(&cpucache_notifier);
1649
1650 #ifdef CONFIG_NUMA
1651         /*
1652          * Register a memory hotplug callback that initializes and frees
1653          * node.
1654          */
1655         hotplug_memory_notifier(slab_memory_callback, SLAB_CALLBACK_PRI);
1656 #endif
1657
1658         /*
1659          * The reap timers are started later, with a module init call: That part
1660          * of the kernel is not yet operational.
1661          */
1662 }
1663
1664 static int __init cpucache_init(void)
1665 {
1666         int cpu;
1667
1668         /*
1669          * Register the timers that return unneeded pages to the page allocator
1670          */
1671         for_each_online_cpu(cpu)
1672                 start_cpu_timer(cpu);
1673
1674         /* Done! */
1675         slab_state = FULL;
1676         return 0;
1677 }
1678 __initcall(cpucache_init);
1679
1680 static noinline void
1681 slab_out_of_memory(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfpflags, int nodeid)
1682 {
1683         struct kmem_cache_node *n;
1684         struct slab *slabp;
1685         unsigned long flags;
1686         int node;
1687
1688         printk(KERN_WARNING
1689                 "SLAB: Unable to allocate memory on node %d (gfp=0x%x)\n",
1690                 nodeid, gfpflags);
1691         printk(KERN_WARNING "  cache: %s, object size: %d, order: %d\n",
1692                 cachep->name, cachep->size, cachep->gfporder);
1693
1694         for_each_online_node(node) {
1695                 unsigned long active_objs = 0, num_objs = 0, free_objects = 0;
1696                 unsigned long active_slabs = 0, num_slabs = 0;
1697
1698                 n = cachep->node[node];
1699                 if (!n)
1700                         continue;
1701
1702                 spin_lock_irqsave(&n->list_lock, flags);
1703                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_full, list) {
1704                         active_objs += cachep->num;
1705                         active_slabs++;
1706                 }
1707                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_partial, list) {
1708                         active_objs += slabp->inuse;
1709                         active_slabs++;
1710                 }
1711                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_free, list)
1712                         num_slabs++;
1713
1714                 free_objects += n->free_objects;
1715                 spin_unlock_irqrestore(&n->list_lock, flags);
1716
1717                 num_slabs += active_slabs;
1718                 num_objs = num_slabs * cachep->num;
1719                 printk(KERN_WARNING
1720                         "  node %d: slabs: %ld/%ld, objs: %ld/%ld, free: %ld\n",
1721                         node, active_slabs, num_slabs, active_objs, num_objs,
1722                         free_objects);
1723         }
1724 }
1725
1726 /*
1727  * Interface to system's page allocator. No need to hold the cache-lock.
1728  *
1729  * If we requested dmaable memory, we will get it. Even if we
1730  * did not request dmaable memory, we might get it, but that
1731  * would be relatively rare and ignorable.
1732  */
1733 static void *kmem_getpages(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
1734 {
1735         struct page *page;
1736         int nr_pages;
1737         int i;
1738
1739 #ifndef CONFIG_MMU
1740         /*
1741          * Nommu uses slab's for process anonymous memory allocations, and thus
1742          * requires __GFP_COMP to properly refcount higher order allocations
1743          */
1744         flags |= __GFP_COMP;
1745 #endif
1746
1747         flags |= cachep->allocflags;
1748         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1749                 flags |= __GFP_RECLAIMABLE;
1750
1751         page = alloc_pages_exact_node(nodeid, flags | __GFP_NOTRACK, cachep->gfporder);
1752         if (!page) {
1753                 if (!(flags & __GFP_NOWARN) && printk_ratelimit())
1754                         slab_out_of_memory(cachep, flags, nodeid);
1755                 return NULL;
1756         }
1757
1758         /* Record if ALLOC_NO_WATERMARKS was set when allocating the slab */
1759         if (unlikely(page->pfmemalloc))
1760                 pfmemalloc_active = true;
1761
1762         nr_pages = (1 << cachep->gfporder);
1763         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1764                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1765                         NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_pages);
1766         else
1767                 add_zone_page_state(page_zone(page),
1768                         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_pages);
1769         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1770                 __SetPageSlab(page + i);
1771
1772                 if (page->pfmemalloc)
1773                         SetPageSlabPfmemalloc(page + i);
1774         }
1775         memcg_bind_pages(cachep, cachep->gfporder);
1776
1777         if (kmemcheck_enabled && !(cachep->flags & SLAB_NOTRACK)) {
1778                 kmemcheck_alloc_shadow(page, cachep->gfporder, flags, nodeid);
1779
1780                 if (cachep->ctor)
1781                         kmemcheck_mark_uninitialized_pages(page, nr_pages);
1782                 else
1783                         kmemcheck_mark_unallocated_pages(page, nr_pages);
1784         }
1785
1786         return page_address(page);
1787 }
1788
1789 /*
1790  * Interface to system's page release.
1791  */
1792 static void kmem_freepages(struct kmem_cache *cachep, void *addr)
1793 {
1794         unsigned long i = (1 << cachep->gfporder);
1795         struct page *page = virt_to_page(addr);
1796         const unsigned long nr_freed = i;
1797
1798         kmemcheck_free_shadow(page, cachep->gfporder);
1799
1800         if (cachep->flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
1801                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1802                                 NR_SLAB_RECLAIMABLE, nr_freed);
1803         else
1804                 sub_zone_page_state(page_zone(page),
1805                                 NR_SLAB_UNRECLAIMABLE, nr_freed);
1806         while (i--) {
1807                 BUG_ON(!PageSlab(page));
1808                 __ClearPageSlabPfmemalloc(page);
1809                 __ClearPageSlab(page);
1810                 page++;
1811         }
1812
1813         memcg_release_pages(cachep, cachep->gfporder);
1814         if (current->reclaim_state)
1815                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += nr_freed;
1816         free_memcg_kmem_pages((unsigned long)addr, cachep->gfporder);
1817 }
1818
1819 static void kmem_rcu_free(struct rcu_head *head)
1820 {
1821         struct slab_rcu *slab_rcu = (struct slab_rcu *)head;
1822         struct kmem_cache *cachep = slab_rcu->cachep;
1823
1824         kmem_freepages(cachep, slab_rcu->addr);
1825         if (OFF_SLAB(cachep))
1826                 kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slab_rcu);
1827 }
1828
1829 #if DEBUG
1830
1831 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
1832 static void store_stackinfo(struct kmem_cache *cachep, unsigned long *addr,
1833                             unsigned long caller)
1834 {
1835         int size = cachep->object_size;
1836
1837         addr = (unsigned long *)&((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1838
1839         if (size < 5 * sizeof(unsigned long))
1840                 return;
1841
1842         *addr++ = 0x12345678;
1843         *addr++ = caller;
1844         *addr++ = smp_processor_id();
1845         size -= 3 * sizeof(unsigned long);
1846         {
1847                 unsigned long *sptr = &caller;
1848                 unsigned long svalue;
1849
1850                 while (!kstack_end(sptr)) {
1851                         svalue = *sptr++;
1852                         if (kernel_text_address(svalue)) {
1853                                 *addr++ = svalue;
1854                                 size -= sizeof(unsigned long);
1855                                 if (size <= sizeof(unsigned long))
1856                                         break;
1857                         }
1858                 }
1859
1860         }
1861         *addr++ = 0x87654321;
1862 }
1863 #endif
1864
1865 static void poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *addr, unsigned char val)
1866 {
1867         int size = cachep->object_size;
1868         addr = &((char *)addr)[obj_offset(cachep)];
1869
1870         memset(addr, val, size);
1871         *(unsigned char *)(addr + size - 1) = POISON_END;
1872 }
1873
1874 static void dump_line(char *data, int offset, int limit)
1875 {
1876         int i;
1877         unsigned char error = 0;
1878         int bad_count = 0;
1879
1880         printk(KERN_ERR "%03x: ", offset);
1881         for (i = 0; i < limit; i++) {
1882                 if (data[offset + i] != POISON_FREE) {
1883                         error = data[offset + i];
1884                         bad_count++;
1885                 }
1886         }
1887         print_hex_dump(KERN_CONT, "", 0, 16, 1,
1888                         &data[offset], limit, 1);
1889
1890         if (bad_count == 1) {
1891                 error ^= POISON_FREE;
1892                 if (!(error & (error - 1))) {
1893                         printk(KERN_ERR "Single bit error detected. Probably "
1894                                         "bad RAM.\n");
1895 #ifdef CONFIG_X86
1896                         printk(KERN_ERR "Run memtest86+ or a similar memory "
1897                                         "test tool.\n");
1898 #else
1899                         printk(KERN_ERR "Run a memory test tool.\n");
1900 #endif
1901                 }
1902         }
1903 }
1904 #endif
1905
1906 #if DEBUG
1907
1908 static void print_objinfo(struct kmem_cache *cachep, void *objp, int lines)
1909 {
1910         int i, size;
1911         char *realobj;
1912
1913         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
1914                 printk(KERN_ERR "Redzone: 0x%llx/0x%llx.\n",
1915                         *dbg_redzone1(cachep, objp),
1916                         *dbg_redzone2(cachep, objp));
1917         }
1918
1919         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER) {
1920                 printk(KERN_ERR "Last user: [<%p>](%pSR)\n",
1921                        *dbg_userword(cachep, objp),
1922                        *dbg_userword(cachep, objp));
1923         }
1924         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1925         size = cachep->object_size;
1926         for (i = 0; i < size && lines; i += 16, lines--) {
1927                 int limit;
1928                 limit = 16;
1929                 if (i + limit > size)
1930                         limit = size - i;
1931                 dump_line(realobj, i, limit);
1932         }
1933 }
1934
1935 static void check_poison_obj(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
1936 {
1937         char *realobj;
1938         int size, i;
1939         int lines = 0;
1940
1941         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1942         size = cachep->object_size;
1943
1944         for (i = 0; i < size; i++) {
1945                 char exp = POISON_FREE;
1946                 if (i == size - 1)
1947                         exp = POISON_END;
1948                 if (realobj[i] != exp) {
1949                         int limit;
1950                         /* Mismatch ! */
1951                         /* Print header */
1952                         if (lines == 0) {
1953                                 printk(KERN_ERR
1954                                         "Slab corruption (%s): %s start=%p, len=%d\n",
1955                                         print_tainted(), cachep->name, realobj, size);
1956                                 print_objinfo(cachep, objp, 0);
1957                         }
1958                         /* Hexdump the affected line */
1959                         i = (i / 16) * 16;
1960                         limit = 16;
1961                         if (i + limit > size)
1962                                 limit = size - i;
1963                         dump_line(realobj, i, limit);
1964                         i += 16;
1965                         lines++;
1966                         /* Limit to 5 lines */
1967                         if (lines > 5)
1968                                 break;
1969                 }
1970         }
1971         if (lines != 0) {
1972                 /* Print some data about the neighboring objects, if they
1973                  * exist:
1974                  */
1975                 struct slab *slabp = virt_to_slab(objp);
1976                 unsigned int objnr;
1977
1978                 objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
1979                 if (objnr) {
1980                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr - 1);
1981                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1982                         printk(KERN_ERR "Prev obj: start=%p, len=%d\n",
1983                                realobj, size);
1984                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1985                 }
1986                 if (objnr + 1 < cachep->num) {
1987                         objp = index_to_obj(cachep, slabp, objnr + 1);
1988                         realobj = (char *)objp + obj_offset(cachep);
1989                         printk(KERN_ERR "Next obj: start=%p, len=%d\n",
1990                                realobj, size);
1991                         print_objinfo(cachep, objp, 2);
1992                 }
1993         }
1994 }
1995 #endif
1996
1997 #if DEBUG
1998 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
1999 {
2000         int i;
2001         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2002                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2003
2004                 if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2005 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2006                         if (cachep->size % PAGE_SIZE == 0 &&
2007                                         OFF_SLAB(cachep))
2008                                 kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2009                                         cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
2010                         else
2011                                 check_poison_obj(cachep, objp);
2012 #else
2013                         check_poison_obj(cachep, objp);
2014 #endif
2015                 }
2016                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2017                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2018                                 slab_error(cachep, "start of a freed object "
2019                                            "was overwritten");
2020                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2021                                 slab_error(cachep, "end of a freed object "
2022                                            "was overwritten");
2023                 }
2024         }
2025 }
2026 #else
2027 static void slab_destroy_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2028 {
2029 }
2030 #endif
2031
2032 /**
2033  * slab_destroy - destroy and release all objects in a slab
2034  * @cachep: cache pointer being destroyed
2035  * @slabp: slab pointer being destroyed
2036  *
2037  * Destroy all the objs in a slab, and release the mem back to the system.
2038  * Before calling the slab must have been unlinked from the cache.  The
2039  * cache-lock is not held/needed.
2040  */
2041 static void slab_destroy(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2042 {
2043         void *addr = slabp->s_mem - slabp->colouroff;
2044
2045         slab_destroy_debugcheck(cachep, slabp);
2046         if (unlikely(cachep->flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)) {
2047                 struct slab_rcu *slab_rcu;
2048
2049                 slab_rcu = (struct slab_rcu *)slabp;
2050                 slab_rcu->cachep = cachep;
2051                 slab_rcu->addr = addr;
2052                 call_rcu(&slab_rcu->head, kmem_rcu_free);
2053         } else {
2054                 kmem_freepages(cachep, addr);
2055                 if (OFF_SLAB(cachep))
2056                         kmem_cache_free(cachep->slabp_cache, slabp);
2057         }
2058 }
2059
2060 /**
2061  * calculate_slab_order - calculate size (page order) of slabs
2062  * @cachep: pointer to the cache that is being created
2063  * @size: size of objects to be created in this cache.
2064  * @align: required alignment for the objects.
2065  * @flags: slab allocation flags
2066  *
2067  * Also calculates the number of objects per slab.
2068  *
2069  * This could be made much more intelligent.  For now, try to avoid using
2070  * high order pages for slabs.  When the gfp() functions are more friendly
2071  * towards high-order requests, this should be changed.
2072  */
2073 static size_t calculate_slab_order(struct kmem_cache *cachep,
2074                         size_t size, size_t align, unsigned long flags)
2075 {
2076         unsigned long offslab_limit;
2077         size_t left_over = 0;
2078         int gfporder;
2079
2080         for (gfporder = 0; gfporder <= KMALLOC_MAX_ORDER; gfporder++) {
2081                 unsigned int num;
2082                 size_t remainder;
2083
2084                 cache_estimate(gfporder, size, align, flags, &remainder, &num);
2085                 if (!num)
2086                         continue;
2087
2088                 if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2089                         /*
2090                          * Max number of objs-per-slab for caches which
2091                          * use off-slab slabs. Needed to avoid a possible
2092                          * looping condition in cache_grow().
2093                          */
2094                         offslab_limit = size - sizeof(struct slab);
2095                         offslab_limit /= sizeof(kmem_bufctl_t);
2096
2097                         if (num > offslab_limit)
2098                                 break;
2099                 }
2100
2101                 /* Found something acceptable - save it away */
2102                 cachep->num = num;
2103                 cachep->gfporder = gfporder;
2104                 left_over = remainder;
2105
2106                 /*
2107                  * A VFS-reclaimable slab tends to have most allocations
2108                  * as GFP_NOFS and we really don't want to have to be allocating
2109                  * higher-order pages when we are unable to shrink dcache.
2110                  */
2111                 if (flags & SLAB_RECLAIM_ACCOUNT)
2112                         break;
2113
2114                 /*
2115                  * Large number of objects is good, but very large slabs are
2116                  * currently bad for the gfp()s.
2117                  */
2118                 if (gfporder >= slab_max_order)
2119                         break;
2120
2121                 /*
2122                  * Acceptable internal fragmentation?
2123                  */
2124                 if (left_over * 8 <= (PAGE_SIZE << gfporder))
2125                         break;
2126         }
2127         return left_over;
2128 }
2129
2130 static int __init_refok setup_cpu_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2131 {
2132         if (slab_state >= FULL)
2133                 return enable_cpucache(cachep, gfp);
2134
2135         if (slab_state == DOWN) {
2136                 /*
2137                  * Note: Creation of first cache (kmem_cache).
2138                  * The setup_node is taken care
2139                  * of by the caller of __kmem_cache_create
2140                  */
2141                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2142                 slab_state = PARTIAL;
2143         } else if (slab_state == PARTIAL) {
2144                 /*
2145                  * Note: the second kmem_cache_create must create the cache
2146                  * that's used by kmalloc(24), otherwise the creation of
2147                  * further caches will BUG().
2148                  */
2149                 cachep->array[smp_processor_id()] = &initarray_generic.cache;
2150
2151                 /*
2152                  * If the cache that's used by kmalloc(sizeof(kmem_cache_node)) is
2153                  * the second cache, then we need to set up all its node/,
2154                  * otherwise the creation of further caches will BUG().
2155                  */
2156                 set_up_node(cachep, SIZE_AC);
2157                 if (INDEX_AC == INDEX_NODE)
2158                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2159                 else
2160                         slab_state = PARTIAL_ARRAYCACHE;
2161         } else {
2162                 /* Remaining boot caches */
2163                 cachep->array[smp_processor_id()] =
2164                         kmalloc(sizeof(struct arraycache_init), gfp);
2165
2166                 if (slab_state == PARTIAL_ARRAYCACHE) {
2167                         set_up_node(cachep, SIZE_NODE);
2168                         slab_state = PARTIAL_NODE;
2169                 } else {
2170                         int node;
2171                         for_each_online_node(node) {
2172                                 cachep->node[node] =
2173                                     kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node),
2174                                                 gfp, node);
2175                                 BUG_ON(!cachep->node[node]);
2176                                 kmem_cache_node_init(cachep->node[node]);
2177                         }
2178                 }
2179         }
2180         cachep->node[numa_mem_id()]->next_reap =
2181                         jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
2182                         ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
2183
2184         cpu_cache_get(cachep)->avail = 0;
2185         cpu_cache_get(cachep)->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2186         cpu_cache_get(cachep)->batchcount = 1;
2187         cpu_cache_get(cachep)->touched = 0;
2188         cachep->batchcount = 1;
2189         cachep->limit = BOOT_CPUCACHE_ENTRIES;
2190         return 0;
2191 }
2192
2193 /**
2194  * __kmem_cache_create - Create a cache.
2195  * @cachep: cache management descriptor
2196  * @flags: SLAB flags
2197  *
2198  * Returns a ptr to the cache on success, NULL on failure.
2199  * Cannot be called within a int, but can be interrupted.
2200  * The @ctor is run when new pages are allocated by the cache.
2201  *
2202  * The flags are
2203  *
2204  * %SLAB_POISON - Poison the slab with a known test pattern (a5a5a5a5)
2205  * to catch references to uninitialised memory.
2206  *
2207  * %SLAB_RED_ZONE - Insert `Red' zones around the allocated memory to check
2208  * for buffer overruns.
2209  *
2210  * %SLAB_HWCACHE_ALIGN - Align the objects in this cache to a hardware
2211  * cacheline.  This can be beneficial if you're counting cycles as closely
2212  * as davem.
2213  */
2214 int
2215 __kmem_cache_create (struct kmem_cache *cachep, unsigned long flags)
2216 {
2217         size_t left_over, slab_size, ralign;
2218         gfp_t gfp;
2219         int err;
2220         size_t size = cachep->size;
2221
2222 #if DEBUG
2223 #if FORCED_DEBUG
2224         /*
2225          * Enable redzoning and last user accounting, except for caches with
2226          * large objects, if the increased size would increase the object size
2227          * above the next power of two: caches with object sizes just above a
2228          * power of two have a significant amount of internal fragmentation.
2229          */
2230         if (size < 4096 || fls(size - 1) == fls(size-1 + REDZONE_ALIGN +
2231                                                 2 * sizeof(unsigned long long)))
2232                 flags |= SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER;
2233         if (!(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2234                 flags |= SLAB_POISON;
2235 #endif
2236         if (flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU)
2237                 BUG_ON(flags & SLAB_POISON);
2238 #endif
2239
2240         /*
2241          * Check that size is in terms of words.  This is needed to avoid
2242          * unaligned accesses for some archs when redzoning is used, and makes
2243          * sure any on-slab bufctl's are also correctly aligned.
2244          */
2245         if (size & (BYTES_PER_WORD - 1)) {
2246                 size += (BYTES_PER_WORD - 1);
2247                 size &= ~(BYTES_PER_WORD - 1);
2248         }
2249
2250         /*
2251          * Redzoning and user store require word alignment or possibly larger.
2252          * Note this will be overridden by architecture or caller mandated
2253          * alignment if either is greater than BYTES_PER_WORD.
2254          */
2255         if (flags & SLAB_STORE_USER)
2256                 ralign = BYTES_PER_WORD;
2257
2258         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2259                 ralign = REDZONE_ALIGN;
2260                 /* If redzoning, ensure that the second redzone is suitably
2261                  * aligned, by adjusting the object size accordingly. */
2262                 size += REDZONE_ALIGN - 1;
2263                 size &= ~(REDZONE_ALIGN - 1);
2264         }
2265
2266         /* 3) caller mandated alignment */
2267         if (ralign < cachep->align) {
2268                 ralign = cachep->align;
2269         }
2270         /* disable debug if necessary */
2271         if (ralign > __alignof__(unsigned long long))
2272                 flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2273         /*
2274          * 4) Store it.
2275          */
2276         cachep->align = ralign;
2277
2278         if (slab_is_available())
2279                 gfp = GFP_KERNEL;
2280         else
2281                 gfp = GFP_NOWAIT;
2282
2283         setup_node_pointer(cachep);
2284 #if DEBUG
2285
2286         /*
2287          * Both debugging options require word-alignment which is calculated
2288          * into align above.
2289          */
2290         if (flags & SLAB_RED_ZONE) {
2291                 /* add space for red zone words */
2292                 cachep->obj_offset += sizeof(unsigned long long);
2293                 size += 2 * sizeof(unsigned long long);
2294         }
2295         if (flags & SLAB_STORE_USER) {
2296                 /* user store requires one word storage behind the end of
2297                  * the real object. But if the second red zone needs to be
2298                  * aligned to 64 bits, we must allow that much space.
2299                  */
2300                 if (flags & SLAB_RED_ZONE)
2301                         size += REDZONE_ALIGN;
2302                 else
2303                         size += BYTES_PER_WORD;
2304         }
2305 #if FORCED_DEBUG && defined(CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
2306         if (size >= kmalloc_size(INDEX_NODE + 1)
2307             && cachep->object_size > cache_line_size()
2308             && ALIGN(size, cachep->align) < PAGE_SIZE) {
2309                 cachep->obj_offset += PAGE_SIZE - ALIGN(size, cachep->align);
2310                 size = PAGE_SIZE;
2311         }
2312 #endif
2313 #endif
2314
2315         /*
2316          * Determine if the slab management is 'on' or 'off' slab.
2317          * (bootstrapping cannot cope with offslab caches so don't do
2318          * it too early on. Always use on-slab management when
2319          * SLAB_NOLEAKTRACE to avoid recursive calls into kmemleak)
2320          */
2321         if ((size >= (PAGE_SIZE >> 3)) && !slab_early_init &&
2322             !(flags & SLAB_NOLEAKTRACE))
2323                 /*
2324                  * Size is large, assume best to place the slab management obj
2325                  * off-slab (should allow better packing of objs).
2326                  */
2327                 flags |= CFLGS_OFF_SLAB;
2328
2329         size = ALIGN(size, cachep->align);
2330
2331         left_over = calculate_slab_order(cachep, size, cachep->align, flags);
2332
2333         if (!cachep->num)
2334                 return -E2BIG;
2335
2336         slab_size = ALIGN(cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t)
2337                           + sizeof(struct slab), cachep->align);
2338
2339         /*
2340          * If the slab has been placed off-slab, and we have enough space then
2341          * move it on-slab. This is at the expense of any extra colouring.
2342          */
2343         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB && left_over >= slab_size) {
2344                 flags &= ~CFLGS_OFF_SLAB;
2345                 left_over -= slab_size;
2346         }
2347
2348         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2349                 /* really off slab. No need for manual alignment */
2350                 slab_size =
2351                     cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t) + sizeof(struct slab);
2352
2353 #ifdef CONFIG_PAGE_POISONING
2354                 /* If we're going to use the generic kernel_map_pages()
2355                  * poisoning, then it's going to smash the contents of
2356                  * the redzone and userword anyhow, so switch them off.
2357                  */
2358                 if (size % PAGE_SIZE == 0 && flags & SLAB_POISON)
2359                         flags &= ~(SLAB_RED_ZONE | SLAB_STORE_USER);
2360 #endif
2361         }
2362
2363         cachep->colour_off = cache_line_size();
2364         /* Offset must be a multiple of the alignment. */
2365         if (cachep->colour_off < cachep->align)
2366                 cachep->colour_off = cachep->align;
2367         cachep->colour = left_over / cachep->colour_off;
2368         cachep->slab_size = slab_size;
2369         cachep->flags = flags;
2370         cachep->allocflags = 0;
2371         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG && (flags & SLAB_CACHE_DMA))
2372                 cachep->allocflags |= GFP_DMA;
2373         cachep->size = size;
2374         cachep->reciprocal_buffer_size = reciprocal_value(size);
2375
2376         if (flags & CFLGS_OFF_SLAB) {
2377                 cachep->slabp_cache = kmalloc_slab(slab_size, 0u);
2378                 /*
2379                  * This is a possibility for one of the malloc_sizes caches.
2380                  * But since we go off slab only for object size greater than
2381                  * PAGE_SIZE/8, and malloc_sizes gets created in ascending order,
2382                  * this should not happen at all.
2383                  * But leave a BUG_ON for some lucky dude.
2384                  */
2385                 BUG_ON(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep->slabp_cache));
2386         }
2387
2388         err = setup_cpu_cache(cachep, gfp);
2389         if (err) {
2390                 __kmem_cache_shutdown(cachep);
2391                 return err;
2392         }
2393
2394         if (flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS) {
2395                 /*
2396                  * Would deadlock through slab_destroy()->call_rcu()->
2397                  * debug_object_activate()->kmem_cache_alloc().
2398                  */
2399                 WARN_ON_ONCE(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU);
2400
2401                 slab_set_debugobj_lock_classes(cachep);
2402         } else if (!OFF_SLAB(cachep) && !(flags & SLAB_DESTROY_BY_RCU))
2403                 on_slab_lock_classes(cachep);
2404
2405         return 0;
2406 }
2407
2408 #if DEBUG
2409 static void check_irq_off(void)
2410 {
2411         BUG_ON(!irqs_disabled());
2412 }
2413
2414 static void check_irq_on(void)
2415 {
2416         BUG_ON(irqs_disabled());
2417 }
2418
2419 static void check_spinlock_acquired(struct kmem_cache *cachep)
2420 {
2421 #ifdef CONFIG_SMP
2422         check_irq_off();
2423         assert_spin_locked(&cachep->node[numa_mem_id()]->list_lock);
2424 #endif
2425 }
2426
2427 static void check_spinlock_acquired_node(struct kmem_cache *cachep, int node)
2428 {
2429 #ifdef CONFIG_SMP
2430         check_irq_off();
2431         assert_spin_locked(&cachep->node[node]->list_lock);
2432 #endif
2433 }
2434
2435 #else
2436 #define check_irq_off() do { } while(0)
2437 #define check_irq_on()  do { } while(0)
2438 #define check_spinlock_acquired(x) do { } while(0)
2439 #define check_spinlock_acquired_node(x, y) do { } while(0)
2440 #endif
2441
2442 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
2443                         struct array_cache *ac,
2444                         int force, int node);
2445
2446 static void do_drain(void *arg)
2447 {
2448         struct kmem_cache *cachep = arg;
2449         struct array_cache *ac;
2450         int node = numa_mem_id();
2451
2452         check_irq_off();
2453         ac = cpu_cache_get(cachep);
2454         spin_lock(&cachep->node[node]->list_lock);
2455         free_block(cachep, ac->entry, ac->avail, node);
2456         spin_unlock(&cachep->node[node]->list_lock);
2457         ac->avail = 0;
2458 }
2459
2460 static void drain_cpu_caches(struct kmem_cache *cachep)
2461 {
2462         struct kmem_cache_node *n;
2463         int node;
2464
2465         on_each_cpu(do_drain, cachep, 1);
2466         check_irq_on();
2467         for_each_online_node(node) {
2468                 n = cachep->node[node];
2469                 if (n && n->alien)
2470                         drain_alien_cache(cachep, n->alien);
2471         }
2472
2473         for_each_online_node(node) {
2474                 n = cachep->node[node];
2475                 if (n)
2476                         drain_array(cachep, n, n->shared, 1, node);
2477         }
2478 }
2479
2480 /*
2481  * Remove slabs from the list of free slabs.
2482  * Specify the number of slabs to drain in tofree.
2483  *
2484  * Returns the actual number of slabs released.
2485  */
2486 static int drain_freelist(struct kmem_cache *cache,
2487                         struct kmem_cache_node *n, int tofree)
2488 {
2489         struct list_head *p;
2490         int nr_freed;
2491         struct slab *slabp;
2492
2493         nr_freed = 0;
2494         while (nr_freed < tofree && !list_empty(&n->slabs_free)) {
2495
2496                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
2497                 p = n->slabs_free.prev;
2498                 if (p == &n->slabs_free) {
2499                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2500                         goto out;
2501                 }
2502
2503                 slabp = list_entry(p, struct slab, list);
2504 #if DEBUG
2505                 BUG_ON(slabp->inuse);
2506 #endif
2507                 list_del(&slabp->list);
2508                 /*
2509                  * Safe to drop the lock. The slab is no longer linked
2510                  * to the cache.
2511                  */
2512                 n->free_objects -= cache->num;
2513                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
2514                 slab_destroy(cache, slabp);
2515                 nr_freed++;
2516         }
2517 out:
2518         return nr_freed;
2519 }
2520
2521 /* Called with slab_mutex held to protect against cpu hotplug */
2522 static int __cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2523 {
2524         int ret = 0, i = 0;
2525         struct kmem_cache_node *n;
2526
2527         drain_cpu_caches(cachep);
2528
2529         check_irq_on();
2530         for_each_online_node(i) {
2531                 n = cachep->node[i];
2532                 if (!n)
2533                         continue;
2534
2535                 drain_freelist(cachep, n, n->free_objects);
2536
2537                 ret += !list_empty(&n->slabs_full) ||
2538                         !list_empty(&n->slabs_partial);
2539         }
2540         return (ret ? 1 : 0);
2541 }
2542
2543 /**
2544  * kmem_cache_shrink - Shrink a cache.
2545  * @cachep: The cache to shrink.
2546  *
2547  * Releases as many slabs as possible for a cache.
2548  * To help debugging, a zero exit status indicates all slabs were released.
2549  */
2550 int kmem_cache_shrink(struct kmem_cache *cachep)
2551 {
2552         int ret;
2553         BUG_ON(!cachep || in_interrupt());
2554
2555         get_online_cpus();
2556         mutex_lock(&slab_mutex);
2557         ret = __cache_shrink(cachep);
2558         mutex_unlock(&slab_mutex);
2559         put_online_cpus();
2560         return ret;
2561 }
2562 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_shrink);
2563
2564 int __kmem_cache_shutdown(struct kmem_cache *cachep)
2565 {
2566         int i;
2567         struct kmem_cache_node *n;
2568         int rc = __cache_shrink(cachep);
2569
2570         if (rc)
2571                 return rc;
2572
2573         for_each_online_cpu(i)
2574             kfree(cachep->array[i]);
2575
2576         /* NUMA: free the node structures */
2577         for_each_online_node(i) {
2578                 n = cachep->node[i];
2579                 if (n) {
2580                         kfree(n->shared);
2581                         free_alien_cache(n->alien);
2582                         kfree(n);
2583                 }
2584         }
2585         return 0;
2586 }
2587
2588 /*
2589  * Get the memory for a slab management obj.
2590  * For a slab cache when the slab descriptor is off-slab, slab descriptors
2591  * always come from malloc_sizes caches.  The slab descriptor cannot
2592  * come from the same cache which is getting created because,
2593  * when we are searching for an appropriate cache for these
2594  * descriptors in kmem_cache_create, we search through the malloc_sizes array.
2595  * If we are creating a malloc_sizes cache here it would not be visible to
2596  * kmem_find_general_cachep till the initialization is complete.
2597  * Hence we cannot have slabp_cache same as the original cache.
2598  */
2599 static struct slab *alloc_slabmgmt(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2600                                    int colour_off, gfp_t local_flags,
2601                                    int nodeid)
2602 {
2603         struct slab *slabp;
2604
2605         if (OFF_SLAB(cachep)) {
2606                 /* Slab management obj is off-slab. */
2607                 slabp = kmem_cache_alloc_node(cachep->slabp_cache,
2608                                               local_flags, nodeid);
2609                 /*
2610                  * If the first object in the slab is leaked (it's allocated
2611                  * but no one has a reference to it), we want to make sure
2612                  * kmemleak does not treat the ->s_mem pointer as a reference
2613                  * to the object. Otherwise we will not report the leak.
2614                  */
2615                 kmemleak_scan_area(&slabp->list, sizeof(struct list_head),
2616                                    local_flags);
2617                 if (!slabp)
2618                         return NULL;
2619         } else {
2620                 slabp = objp + colour_off;
2621                 colour_off += cachep->slab_size;
2622         }
2623         slabp->inuse = 0;
2624         slabp->colouroff = colour_off;
2625         slabp->s_mem = objp + colour_off;
2626         slabp->nodeid = nodeid;
2627         slabp->free = 0;
2628         return slabp;
2629 }
2630
2631 static inline kmem_bufctl_t *slab_bufctl(struct slab *slabp)
2632 {
2633         return (kmem_bufctl_t *) (slabp + 1);
2634 }
2635
2636 static void cache_init_objs(struct kmem_cache *cachep,
2637                             struct slab *slabp)
2638 {
2639         int i;
2640
2641         for (i = 0; i < cachep->num; i++) {
2642                 void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, i);
2643 #if DEBUG
2644                 /* need to poison the objs? */
2645                 if (cachep->flags & SLAB_POISON)
2646                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2647                 if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2648                         *dbg_userword(cachep, objp) = NULL;
2649
2650                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2651                         *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2652                         *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2653                 }
2654                 /*
2655                  * Constructors are not allowed to allocate memory from the same
2656                  * cache which they are a constructor for.  Otherwise, deadlock.
2657                  * They must also be threaded.
2658                  */
2659                 if (cachep->ctor && !(cachep->flags & SLAB_POISON))
2660                         cachep->ctor(objp + obj_offset(cachep));
2661
2662                 if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2663                         if (*dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2664                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2665                                            " end of an object");
2666                         if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE)
2667                                 slab_error(cachep, "constructor overwrote the"
2668                                            " start of an object");
2669                 }
2670                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 &&
2671                             OFF_SLAB(cachep) && cachep->flags & SLAB_POISON)
2672                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2673                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2674 #else
2675                 if (cachep->ctor)
2676                         cachep->ctor(objp);
2677 #endif
2678                 slab_bufctl(slabp)[i] = i + 1;
2679         }
2680         slab_bufctl(slabp)[i - 1] = BUFCTL_END;
2681 }
2682
2683 static void kmem_flagcheck(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
2684 {
2685         if (CONFIG_ZONE_DMA_FLAG) {
2686                 if (flags & GFP_DMA)
2687                         BUG_ON(!(cachep->allocflags & GFP_DMA));
2688                 else
2689                         BUG_ON(cachep->allocflags & GFP_DMA);
2690         }
2691 }
2692
2693 static void *slab_get_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2694                                 int nodeid)
2695 {
2696         void *objp = index_to_obj(cachep, slabp, slabp->free);
2697         kmem_bufctl_t next;
2698
2699         slabp->inuse++;
2700         next = slab_bufctl(slabp)[slabp->free];
2701 #if DEBUG
2702         slab_bufctl(slabp)[slabp->free] = BUFCTL_FREE;
2703         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2704 #endif
2705         slabp->free = next;
2706
2707         return objp;
2708 }
2709
2710 static void slab_put_obj(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp,
2711                                 void *objp, int nodeid)
2712 {
2713         unsigned int objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2714
2715 #if DEBUG
2716         /* Verify that the slab belongs to the intended node */
2717         WARN_ON(slabp->nodeid != nodeid);
2718
2719         if (slab_bufctl(slabp)[objnr] + 1 <= SLAB_LIMIT + 1) {
2720                 printk(KERN_ERR "slab: double free detected in cache "
2721                                 "'%s', objp %p\n", cachep->name, objp);
2722                 BUG();
2723         }
2724 #endif
2725         slab_bufctl(slabp)[objnr] = slabp->free;
2726         slabp->free = objnr;
2727         slabp->inuse--;
2728 }
2729
2730 /*
2731  * Map pages beginning at addr to the given cache and slab. This is required
2732  * for the slab allocator to be able to lookup the cache and slab of a
2733  * virtual address for kfree, ksize, and slab debugging.
2734  */
2735 static void slab_map_pages(struct kmem_cache *cache, struct slab *slab,
2736                            void *addr)
2737 {
2738         int nr_pages;
2739         struct page *page;
2740
2741         page = virt_to_page(addr);
2742
2743         nr_pages = 1;
2744         if (likely(!PageCompound(page)))
2745                 nr_pages <<= cache->gfporder;
2746
2747         do {
2748                 page->slab_cache = cache;
2749                 page->slab_page = slab;
2750                 page++;
2751         } while (--nr_pages);
2752 }
2753
2754 /*
2755  * Grow (by 1) the number of slabs within a cache.  This is called by
2756  * kmem_cache_alloc() when there are no active objs left in a cache.
2757  */
2758 static int cache_grow(struct kmem_cache *cachep,
2759                 gfp_t flags, int nodeid, void *objp)
2760 {
2761         struct slab *slabp;
2762         size_t offset;
2763         gfp_t local_flags;
2764         struct kmem_cache_node *n;
2765
2766         /*
2767          * Be lazy and only check for valid flags here,  keeping it out of the
2768          * critical path in kmem_cache_alloc().
2769          */
2770         BUG_ON(flags & GFP_SLAB_BUG_MASK);
2771         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
2772
2773         /* Take the node list lock to change the colour_next on this node */
2774         check_irq_off();
2775         n = cachep->node[nodeid];
2776         spin_lock(&n->list_lock);
2777
2778         /* Get colour for the slab, and cal the next value. */
2779         offset = n->colour_next;
2780         n->colour_next++;
2781         if (n->colour_next >= cachep->colour)
2782                 n->colour_next = 0;
2783         spin_unlock(&n->list_lock);
2784
2785         offset *= cachep->colour_off;
2786
2787         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2788                 local_irq_enable();
2789
2790         /*
2791          * The test for missing atomic flag is performed here, rather than
2792          * the more obvious place, simply to reduce the critical path length
2793          * in kmem_cache_alloc(). If a caller is seriously mis-behaving they
2794          * will eventually be caught here (where it matters).
2795          */
2796         kmem_flagcheck(cachep, flags);
2797
2798         /*
2799          * Get mem for the objs.  Attempt to allocate a physical page from
2800          * 'nodeid'.
2801          */
2802         if (!objp)
2803                 objp = kmem_getpages(cachep, local_flags, nodeid);
2804         if (!objp)
2805                 goto failed;
2806
2807         /* Get slab management. */
2808         slabp = alloc_slabmgmt(cachep, objp, offset,
2809                         local_flags & ~GFP_CONSTRAINT_MASK, nodeid);
2810         if (!slabp)
2811                 goto opps1;
2812
2813         slab_map_pages(cachep, slabp, objp);
2814
2815         cache_init_objs(cachep, slabp);
2816
2817         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2818                 local_irq_disable();
2819         check_irq_off();
2820         spin_lock(&n->list_lock);
2821
2822         /* Make slab active. */
2823         list_add_tail(&slabp->list, &(n->slabs_free));
2824         STATS_INC_GROWN(cachep);
2825         n->free_objects += cachep->num;
2826         spin_unlock(&n->list_lock);
2827         return 1;
2828 opps1:
2829         kmem_freepages(cachep, objp);
2830 failed:
2831         if (local_flags & __GFP_WAIT)
2832                 local_irq_disable();
2833         return 0;
2834 }
2835
2836 #if DEBUG
2837
2838 /*
2839  * Perform extra freeing checks:
2840  * - detect bad pointers.
2841  * - POISON/RED_ZONE checking
2842  */
2843 static void kfree_debugcheck(const void *objp)
2844 {
2845         if (!virt_addr_valid(objp)) {
2846                 printk(KERN_ERR "kfree_debugcheck: out of range ptr %lxh.\n",
2847                        (unsigned long)objp);
2848                 BUG();
2849         }
2850 }
2851
2852 static inline void verify_redzone_free(struct kmem_cache *cache, void *obj)
2853 {
2854         unsigned long long redzone1, redzone2;
2855
2856         redzone1 = *dbg_redzone1(cache, obj);
2857         redzone2 = *dbg_redzone2(cache, obj);
2858
2859         /*
2860          * Redzone is ok.
2861          */
2862         if (redzone1 == RED_ACTIVE && redzone2 == RED_ACTIVE)
2863                 return;
2864
2865         if (redzone1 == RED_INACTIVE && redzone2 == RED_INACTIVE)
2866                 slab_error(cache, "double free detected");
2867         else
2868                 slab_error(cache, "memory outside object was overwritten");
2869
2870         printk(KERN_ERR "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx.\n",
2871                         obj, redzone1, redzone2);
2872 }
2873
2874 static void *cache_free_debugcheck(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
2875                                    unsigned long caller)
2876 {
2877         struct page *page;
2878         unsigned int objnr;
2879         struct slab *slabp;
2880
2881         BUG_ON(virt_to_cache(objp) != cachep);
2882
2883         objp -= obj_offset(cachep);
2884         kfree_debugcheck(objp);
2885         page = virt_to_head_page(objp);
2886
2887         slabp = page->slab_page;
2888
2889         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
2890                 verify_redzone_free(cachep, objp);
2891                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2892                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_INACTIVE;
2893         }
2894         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
2895                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
2896
2897         objnr = obj_to_index(cachep, slabp, objp);
2898
2899         BUG_ON(objnr >= cachep->num);
2900         BUG_ON(objp != index_to_obj(cachep, slabp, objnr));
2901
2902 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
2903         slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_FREE;
2904 #endif
2905         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
2906 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
2907                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE)==0 && OFF_SLAB(cachep)) {
2908                         store_stackinfo(cachep, objp, caller);
2909                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
2910                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 0);
2911                 } else {
2912                         poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2913                 }
2914 #else
2915                 poison_obj(cachep, objp, POISON_FREE);
2916 #endif
2917         }
2918         return objp;
2919 }
2920
2921 static void check_slabp(struct kmem_cache *cachep, struct slab *slabp)
2922 {
2923         kmem_bufctl_t i;
2924         int entries = 0;
2925
2926         /* Check slab's freelist to see if this obj is there. */
2927         for (i = slabp->free; i != BUFCTL_END; i = slab_bufctl(slabp)[i]) {
2928                 entries++;
2929                 if (entries > cachep->num || i >= cachep->num)
2930                         goto bad;
2931         }
2932         if (entries != cachep->num - slabp->inuse) {
2933 bad:
2934                 printk(KERN_ERR "slab: Internal list corruption detected in "
2935                         "cache '%s'(%d), slabp %p(%d). Tainted(%s). Hexdump:\n",
2936                         cachep->name, cachep->num, slabp, slabp->inuse,
2937                         print_tainted());
2938                 print_hex_dump(KERN_ERR, "", DUMP_PREFIX_OFFSET, 16, 1, slabp,
2939                         sizeof(*slabp) + cachep->num * sizeof(kmem_bufctl_t),
2940                         1);
2941                 BUG();
2942         }
2943 }
2944 #else
2945 #define kfree_debugcheck(x) do { } while(0)
2946 #define cache_free_debugcheck(x,objp,z) (objp)
2947 #define check_slabp(x,y) do { } while(0)
2948 #endif
2949
2950 static void *cache_alloc_refill(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
2951                                                         bool force_refill)
2952 {
2953         int batchcount;
2954         struct kmem_cache_node *n;
2955         struct array_cache *ac;
2956         int node;
2957
2958         check_irq_off();
2959         node = numa_mem_id();
2960         if (unlikely(force_refill))
2961                 goto force_grow;
2962 retry:
2963         ac = cpu_cache_get(cachep);
2964         batchcount = ac->batchcount;
2965         if (!ac->touched && batchcount > BATCHREFILL_LIMIT) {
2966                 /*
2967                  * If there was little recent activity on this cache, then
2968                  * perform only a partial refill.  Otherwise we could generate
2969                  * refill bouncing.
2970                  */
2971                 batchcount = BATCHREFILL_LIMIT;
2972         }
2973         n = cachep->node[node];
2974
2975         BUG_ON(ac->avail > 0 || !n);
2976         spin_lock(&n->list_lock);
2977
2978         /* See if we can refill from the shared array */
2979         if (n->shared && transfer_objects(ac, n->shared, batchcount)) {
2980                 n->shared->touched = 1;
2981                 goto alloc_done;
2982         }
2983
2984         while (batchcount > 0) {
2985                 struct list_head *entry;
2986                 struct slab *slabp;
2987                 /* Get slab alloc is to come from. */
2988                 entry = n->slabs_partial.next;
2989                 if (entry == &n->slabs_partial) {
2990                         n->free_touched = 1;
2991                         entry = n->slabs_free.next;
2992                         if (entry == &n->slabs_free)
2993                                 goto must_grow;
2994                 }
2995
2996                 slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
2997                 check_slabp(cachep, slabp);
2998                 check_spinlock_acquired(cachep);
2999
3000                 /*
3001                  * The slab was either on partial or free list so
3002                  * there must be at least one object available for
3003                  * allocation.
3004                  */
3005                 BUG_ON(slabp->inuse >= cachep->num);
3006
3007                 while (slabp->inuse < cachep->num && batchcount--) {
3008                         STATS_INC_ALLOCED(cachep);
3009                         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3010                         STATS_SET_HIGH(cachep);
3011
3012                         ac_put_obj(cachep, ac, slab_get_obj(cachep, slabp,
3013                                                                         node));
3014                 }
3015                 check_slabp(cachep, slabp);
3016
3017                 /* move slabp to correct slabp list: */
3018                 list_del(&slabp->list);
3019                 if (slabp->free == BUFCTL_END)
3020                         list_add(&slabp->list, &n->slabs_full);
3021                 else
3022                         list_add(&slabp->list, &n->slabs_partial);
3023         }
3024
3025 must_grow:
3026         n->free_objects -= ac->avail;
3027 alloc_done:
3028         spin_unlock(&n->list_lock);
3029
3030         if (unlikely(!ac->avail)) {
3031                 int x;
3032 force_grow:
3033                 x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, node, NULL);
3034
3035                 /* cache_grow can reenable interrupts, then ac could change. */
3036                 ac = cpu_cache_get(cachep);
3037                 node = numa_mem_id();
3038
3039                 /* no objects in sight? abort */
3040                 if (!x && (ac->avail == 0 || force_refill))
3041                         return NULL;
3042
3043                 if (!ac->avail)         /* objects refilled by interrupt? */
3044                         goto retry;
3045         }
3046         ac->touched = 1;
3047
3048         return ac_get_obj(cachep, ac, flags, force_refill);
3049 }
3050
3051 static inline void cache_alloc_debugcheck_before(struct kmem_cache *cachep,
3052                                                 gfp_t flags)
3053 {
3054         might_sleep_if(flags & __GFP_WAIT);
3055 #if DEBUG
3056         kmem_flagcheck(cachep, flags);
3057 #endif
3058 }
3059
3060 #if DEBUG
3061 static void *cache_alloc_debugcheck_after(struct kmem_cache *cachep,
3062                                 gfp_t flags, void *objp, unsigned long caller)
3063 {
3064         if (!objp)
3065                 return objp;
3066         if (cachep->flags & SLAB_POISON) {
3067 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
3068                 if ((cachep->size % PAGE_SIZE) == 0 && OFF_SLAB(cachep))
3069                         kernel_map_pages(virt_to_page(objp),
3070                                          cachep->size / PAGE_SIZE, 1);
3071                 else
3072                         check_poison_obj(cachep, objp);
3073 #else
3074                 check_poison_obj(cachep, objp);
3075 #endif
3076                 poison_obj(cachep, objp, POISON_INUSE);
3077         }
3078         if (cachep->flags & SLAB_STORE_USER)
3079                 *dbg_userword(cachep, objp) = (void *)caller;
3080
3081         if (cachep->flags & SLAB_RED_ZONE) {
3082                 if (*dbg_redzone1(cachep, objp) != RED_INACTIVE ||
3083                                 *dbg_redzone2(cachep, objp) != RED_INACTIVE) {
3084                         slab_error(cachep, "double free, or memory outside"
3085                                                 " object was overwritten");
3086                         printk(KERN_ERR
3087                                 "%p: redzone 1:0x%llx, redzone 2:0x%llx\n",
3088                                 objp, *dbg_redzone1(cachep, objp),
3089                                 *dbg_redzone2(cachep, objp));
3090                 }
3091                 *dbg_redzone1(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3092                 *dbg_redzone2(cachep, objp) = RED_ACTIVE;
3093         }
3094 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
3095         {
3096                 struct slab *slabp;
3097                 unsigned objnr;
3098
3099                 slabp = virt_to_head_page(objp)->slab_page;
3100                 objnr = (unsigned)(objp - slabp->s_mem) / cachep->size;
3101                 slab_bufctl(slabp)[objnr] = BUFCTL_ACTIVE;
3102         }
3103 #endif
3104         objp += obj_offset(cachep);
3105         if (cachep->ctor && cachep->flags & SLAB_POISON)
3106                 cachep->ctor(objp);
3107         if (ARCH_SLAB_MINALIGN &&
3108             ((unsigned long)objp & (ARCH_SLAB_MINALIGN-1))) {
3109                 printk(KERN_ERR "0x%p: not aligned to ARCH_SLAB_MINALIGN=%d\n",
3110                        objp, (int)ARCH_SLAB_MINALIGN);
3111         }
3112         return objp;
3113 }
3114 #else
3115 #define cache_alloc_debugcheck_after(a,b,objp,d) (objp)
3116 #endif
3117
3118 static bool slab_should_failslab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3119 {
3120         if (cachep == kmem_cache)
3121                 return false;
3122
3123         return should_failslab(cachep->object_size, flags, cachep->flags);
3124 }
3125
3126 static inline void *____cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3127 {
3128         void *objp;
3129         struct array_cache *ac;
3130         bool force_refill = false;
3131
3132         check_irq_off();
3133
3134         ac = cpu_cache_get(cachep);
3135         if (likely(ac->avail)) {
3136                 ac->touched = 1;
3137                 objp = ac_get_obj(cachep, ac, flags, false);
3138
3139                 /*
3140                  * Allow for the possibility all avail objects are not allowed
3141                  * by the current flags
3142                  */
3143                 if (objp) {
3144                         STATS_INC_ALLOCHIT(cachep);
3145                         goto out;
3146                 }
3147                 force_refill = true;
3148         }
3149
3150         STATS_INC_ALLOCMISS(cachep);
3151         objp = cache_alloc_refill(cachep, flags, force_refill);
3152         /*
3153          * the 'ac' may be updated by cache_alloc_refill(),
3154          * and kmemleak_erase() requires its correct value.
3155          */
3156         ac = cpu_cache_get(cachep);
3157
3158 out:
3159         /*
3160          * To avoid a false negative, if an object that is in one of the
3161          * per-CPU caches is leaked, we need to make sure kmemleak doesn't
3162          * treat the array pointers as a reference to the object.
3163          */
3164         if (objp)
3165                 kmemleak_erase(&ac->entry[ac->avail]);
3166         return objp;
3167 }
3168
3169 #ifdef CONFIG_NUMA
3170 /*
3171  * Try allocating on another node if PF_SPREAD_SLAB|PF_MEMPOLICY.
3172  *
3173  * If we are in_interrupt, then process context, including cpusets and
3174  * mempolicy, may not apply and should not be used for allocation policy.
3175  */
3176 static void *alternate_node_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3177 {
3178         int nid_alloc, nid_here;
3179
3180         if (in_interrupt() || (flags & __GFP_THISNODE))
3181                 return NULL;
3182         nid_alloc = nid_here = numa_mem_id();
3183         if (cpuset_do_slab_mem_spread() && (cachep->flags & SLAB_MEM_SPREAD))
3184                 nid_alloc = cpuset_slab_spread_node();
3185         else if (current->mempolicy)
3186                 nid_alloc = slab_node();
3187         if (nid_alloc != nid_here)
3188                 return ____cache_alloc_node(cachep, flags, nid_alloc);
3189         return NULL;
3190 }
3191
3192 /*
3193  * Fallback function if there was no memory available and no objects on a
3194  * certain node and fall back is permitted. First we scan all the
3195  * available node for available objects. If that fails then we
3196  * perform an allocation without specifying a node. This allows the page
3197  * allocator to do its reclaim / fallback magic. We then insert the
3198  * slab into the proper nodelist and then allocate from it.
3199  */
3200 static void *fallback_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3201 {
3202         struct zonelist *zonelist;
3203         gfp_t local_flags;
3204         struct zoneref *z;
3205         struct zone *zone;
3206         enum zone_type high_zoneidx = gfp_zone(flags);
3207         void *obj = NULL;
3208         int nid;
3209         unsigned int cpuset_mems_cookie;
3210
3211         if (flags & __GFP_THISNODE)
3212                 return NULL;
3213
3214         local_flags = flags & (GFP_CONSTRAINT_MASK|GFP_RECLAIM_MASK);
3215
3216 retry_cpuset:
3217         cpuset_mems_cookie = get_mems_allowed();
3218         zonelist = node_zonelist(slab_node(), flags);
3219
3220 retry:
3221         /*
3222          * Look through allowed nodes for objects available
3223          * from existing per node queues.
3224          */
3225         for_each_zone_zonelist(zone, z, zonelist, high_zoneidx) {
3226                 nid = zone_to_nid(zone);
3227
3228                 if (cpuset_zone_allowed_hardwall(zone, flags) &&
3229                         cache->node[nid] &&
3230                         cache->node[nid]->free_objects) {
3231                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3232                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3233                                 if (obj)
3234                                         break;
3235                 }
3236         }
3237
3238         if (!obj) {
3239                 /*
3240                  * This allocation will be performed within the constraints
3241                  * of the current cpuset / memory policy requirements.
3242                  * We may trigger various forms of reclaim on the allowed
3243                  * set and go into memory reserves if necessary.
3244                  */
3245                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3246                         local_irq_enable();
3247                 kmem_flagcheck(cache, flags);
3248                 obj = kmem_getpages(cache, local_flags, numa_mem_id());
3249                 if (local_flags & __GFP_WAIT)
3250                         local_irq_disable();
3251                 if (obj) {
3252                         /*
3253                          * Insert into the appropriate per node queues
3254                          */
3255                         nid = page_to_nid(virt_to_page(obj));
3256                         if (cache_grow(cache, flags, nid, obj)) {
3257                                 obj = ____cache_alloc_node(cache,
3258                                         flags | GFP_THISNODE, nid);
3259                                 if (!obj)
3260                                         /*
3261                                          * Another processor may allocate the
3262                                          * objects in the slab since we are
3263                                          * not holding any locks.
3264                                          */
3265                                         goto retry;
3266                         } else {
3267                                 /* cache_grow already freed obj */
3268                                 obj = NULL;
3269                         }
3270                 }
3271         }
3272
3273         if (unlikely(!put_mems_allowed(cpuset_mems_cookie) && !obj))
3274                 goto retry_cpuset;
3275         return obj;
3276 }
3277
3278 /*
3279  * A interface to enable slab creation on nodeid
3280  */
3281 static void *____cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags,
3282                                 int nodeid)
3283 {
3284         struct list_head *entry;
3285         struct slab *slabp;
3286         struct kmem_cache_node *n;
3287         void *obj;
3288         int x;
3289
3290         VM_BUG_ON(nodeid > num_online_nodes());
3291         n = cachep->node[nodeid];
3292         BUG_ON(!n);
3293
3294 retry:
3295         check_irq_off();
3296         spin_lock(&n->list_lock);
3297         entry = n->slabs_partial.next;
3298         if (entry == &n->slabs_partial) {
3299                 n->free_touched = 1;
3300                 entry = n->slabs_free.next;
3301                 if (entry == &n->slabs_free)
3302                         goto must_grow;
3303         }
3304
3305         slabp = list_entry(entry, struct slab, list);
3306         check_spinlock_acquired_node(cachep, nodeid);
3307         check_slabp(cachep, slabp);
3308
3309         STATS_INC_NODEALLOCS(cachep);
3310         STATS_INC_ACTIVE(cachep);
3311         STATS_SET_HIGH(cachep);
3312
3313         BUG_ON(slabp->inuse == cachep->num);
3314
3315         obj = slab_get_obj(cachep, slabp, nodeid);
3316         check_slabp(cachep, slabp);
3317         n->free_objects--;
3318         /* move slabp to correct slabp list: */
3319         list_del(&slabp->list);
3320
3321         if (slabp->free == BUFCTL_END)
3322                 list_add(&slabp->list, &n->slabs_full);
3323         else
3324                 list_add(&slabp->list, &n->slabs_partial);
3325
3326         spin_unlock(&n->list_lock);
3327         goto done;
3328
3329 must_grow:
3330         spin_unlock(&n->list_lock);
3331         x = cache_grow(cachep, flags | GFP_THISNODE, nodeid, NULL);
3332         if (x)
3333                 goto retry;
3334
3335         return fallback_alloc(cachep, flags);
3336
3337 done:
3338         return obj;
3339 }
3340
3341 /**
3342  * kmem_cache_alloc_node - Allocate an object on the specified node
3343  * @cachep: The cache to allocate from.
3344  * @flags: See kmalloc().
3345  * @nodeid: node number of the target node.
3346  * @caller: return address of caller, used for debug information
3347  *
3348  * Identical to kmem_cache_alloc but it will allocate memory on the given
3349  * node, which can improve the performance for cpu bound structures.
3350  *
3351  * Fallback to other node is possible if __GFP_THISNODE is not set.
3352  */
3353 static __always_inline void *
3354 slab_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid,
3355                    unsigned long caller)
3356 {
3357         unsigned long save_flags;
3358         void *ptr;
3359         int slab_node = numa_mem_id();
3360
3361         flags &= gfp_allowed_mask;
3362
3363         lockdep_trace_alloc(flags);
3364
3365         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3366                 return NULL;
3367
3368         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3369
3370         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3371         local_irq_save(save_flags);
3372
3373         if (nodeid == NUMA_NO_NODE)
3374                 nodeid = slab_node;
3375
3376         if (unlikely(!cachep->node[nodeid])) {
3377                 /* Node not bootstrapped yet */
3378                 ptr = fallback_alloc(cachep, flags);
3379                 goto out;
3380         }
3381
3382         if (nodeid == slab_node) {
3383                 /*
3384                  * Use the locally cached objects if possible.
3385                  * However ____cache_alloc does not allow fallback
3386                  * to other nodes. It may fail while we still have
3387                  * objects on other nodes available.
3388                  */
3389                 ptr = ____cache_alloc(cachep, flags);
3390                 if (ptr)
3391                         goto out;
3392         }
3393         /* ___cache_alloc_node can fall back to other nodes */
3394         ptr = ____cache_alloc_node(cachep, flags, nodeid);
3395   out:
3396         local_irq_restore(save_flags);
3397         ptr = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, ptr, caller);
3398         kmemleak_alloc_recursive(ptr, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3399                                  flags);
3400
3401         if (likely(ptr))
3402                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, ptr, cachep->object_size);
3403
3404         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && ptr))
3405                 memset(ptr, 0, cachep->object_size);
3406
3407         return ptr;
3408 }
3409
3410 static __always_inline void *
3411 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cache, gfp_t flags)
3412 {
3413         void *objp;
3414
3415         if (unlikely(current->flags & (PF_SPREAD_SLAB | PF_MEMPOLICY))) {
3416                 objp = alternate_node_alloc(cache, flags);
3417                 if (objp)
3418                         goto out;
3419         }
3420         objp = ____cache_alloc(cache, flags);
3421
3422         /*
3423          * We may just have run out of memory on the local node.
3424          * ____cache_alloc_node() knows how to locate memory on other nodes
3425          */
3426         if (!objp)
3427                 objp = ____cache_alloc_node(cache, flags, numa_mem_id());
3428
3429   out:
3430         return objp;
3431 }
3432 #else
3433
3434 static __always_inline void *
3435 __do_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3436 {
3437         return ____cache_alloc(cachep, flags);
3438 }
3439
3440 #endif /* CONFIG_NUMA */
3441
3442 static __always_inline void *
3443 slab_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, unsigned long caller)
3444 {
3445         unsigned long save_flags;
3446         void *objp;
3447
3448         flags &= gfp_allowed_mask;
3449
3450         lockdep_trace_alloc(flags);
3451
3452         if (slab_should_failslab(cachep, flags))
3453                 return NULL;
3454
3455         cachep = memcg_kmem_get_cache(cachep, flags);
3456
3457         cache_alloc_debugcheck_before(cachep, flags);
3458         local_irq_save(save_flags);
3459         objp = __do_cache_alloc(cachep, flags);
3460         local_irq_restore(save_flags);
3461         objp = cache_alloc_debugcheck_after(cachep, flags, objp, caller);
3462         kmemleak_alloc_recursive(objp, cachep->object_size, 1, cachep->flags,
3463                                  flags);
3464         prefetchw(objp);
3465
3466         if (likely(objp))
3467                 kmemcheck_slab_alloc(cachep, flags, objp, cachep->object_size);
3468
3469         if (unlikely((flags & __GFP_ZERO) && objp))
3470                 memset(objp, 0, cachep->object_size);
3471
3472         return objp;
3473 }
3474
3475 /*
3476  * Caller needs to acquire correct kmem_list's list_lock
3477  */
3478 static void free_block(struct kmem_cache *cachep, void **objpp, int nr_objects,
3479                        int node)
3480 {
3481         int i;
3482         struct kmem_cache_node *n;
3483
3484         for (i = 0; i < nr_objects; i++) {
3485                 void *objp;
3486                 struct slab *slabp;
3487
3488                 clear_obj_pfmemalloc(&objpp[i]);
3489                 objp = objpp[i];
3490
3491                 slabp = virt_to_slab(objp);
3492                 n = cachep->node[node];
3493                 list_del(&slabp->list);
3494                 check_spinlock_acquired_node(cachep, node);
3495                 check_slabp(cachep, slabp);
3496                 slab_put_obj(cachep, slabp, objp, node);
3497                 STATS_DEC_ACTIVE(cachep);
3498                 n->free_objects++;
3499                 check_slabp(cachep, slabp);
3500
3501                 /* fixup slab chains */
3502                 if (slabp->inuse == 0) {
3503                         if (n->free_objects > n->free_limit) {
3504                                 n->free_objects -= cachep->num;
3505                                 /* No need to drop any previously held
3506                                  * lock here, even if we have a off-slab slab
3507                                  * descriptor it is guaranteed to come from
3508                                  * a different cache, refer to comments before
3509                                  * alloc_slabmgmt.
3510                                  */
3511                                 slab_destroy(cachep, slabp);
3512                         } else {
3513                                 list_add(&slabp->list, &n->slabs_free);
3514                         }
3515                 } else {
3516                         /* Unconditionally move a slab to the end of the
3517                          * partial list on free - maximum time for the
3518                          * other objects to be freed, too.
3519                          */
3520                         list_add_tail(&slabp->list, &n->slabs_partial);
3521                 }
3522         }
3523 }
3524
3525 static void cache_flusharray(struct kmem_cache *cachep, struct array_cache *ac)
3526 {
3527         int batchcount;
3528         struct kmem_cache_node *n;
3529         int node = numa_mem_id();
3530
3531         batchcount = ac->batchcount;
3532 #if DEBUG
3533         BUG_ON(!batchcount || batchcount > ac->avail);
3534 #endif
3535         check_irq_off();
3536         n = cachep->node[node];
3537         spin_lock(&n->list_lock);
3538         if (n->shared) {
3539                 struct array_cache *shared_array = n->shared;
3540                 int max = shared_array->limit - shared_array->avail;
3541                 if (max) {
3542                         if (batchcount > max)
3543                                 batchcount = max;
3544                         memcpy(&(shared_array->entry[shared_array->avail]),
3545                                ac->entry, sizeof(void *) * batchcount);
3546                         shared_array->avail += batchcount;
3547                         goto free_done;
3548                 }
3549         }
3550
3551         free_block(cachep, ac->entry, batchcount, node);
3552 free_done:
3553 #if STATS
3554         {
3555                 int i = 0;
3556                 struct list_head *p;
3557
3558                 p = n->slabs_free.next;
3559                 while (p != &(n->slabs_free)) {
3560                         struct slab *slabp;
3561
3562                         slabp = list_entry(p, struct slab, list);
3563                         BUG_ON(slabp->inuse);
3564
3565                         i++;
3566                         p = p->next;
3567                 }
3568                 STATS_SET_FREEABLE(cachep, i);
3569         }
3570 #endif
3571         spin_unlock(&n->list_lock);
3572         ac->avail -= batchcount;
3573         memmove(ac->entry, &(ac->entry[batchcount]), sizeof(void *)*ac->avail);
3574 }
3575
3576 /*
3577  * Release an obj back to its cache. If the obj has a constructed state, it must
3578  * be in this state _before_ it is released.  Called with disabled ints.
3579  */
3580 static inline void __cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp,
3581                                 unsigned long caller)
3582 {
3583         struct array_cache *ac = cpu_cache_get(cachep);
3584
3585         check_irq_off();
3586         kmemleak_free_recursive(objp, cachep->flags);
3587         objp = cache_free_debugcheck(cachep, objp, caller);
3588
3589         kmemcheck_slab_free(cachep, objp, cachep->object_size);
3590
3591         /*
3592          * Skip calling cache_free_alien() when the platform is not numa.
3593          * This will avoid cache misses that happen while accessing slabp (which
3594          * is per page memory  reference) to get nodeid. Instead use a global
3595          * variable to skip the call, which is mostly likely to be present in
3596          * the cache.
3597          */
3598         if (nr_online_nodes > 1 && cache_free_alien(cachep, objp))
3599                 return;
3600
3601         if (likely(ac->avail < ac->limit)) {
3602                 STATS_INC_FREEHIT(cachep);
3603         } else {
3604                 STATS_INC_FREEMISS(cachep);
3605                 cache_flusharray(cachep, ac);
3606         }
3607
3608         ac_put_obj(cachep, ac, objp);
3609 }
3610
3611 /**
3612  * kmem_cache_alloc - Allocate an object
3613  * @cachep: The cache to allocate from.
3614  * @flags: See kmalloc().
3615  *
3616  * Allocate an object from this cache.  The flags are only relevant
3617  * if the cache has no available objects.
3618  */
3619 void *kmem_cache_alloc(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags)
3620 {
3621         void *ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3622
3623         trace_kmem_cache_alloc(_RET_IP_, ret,
3624                                cachep->object_size, cachep->size, flags);
3625
3626         return ret;
3627 }
3628 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc);
3629
3630 #ifdef CONFIG_TRACING
3631 void *
3632 kmem_cache_alloc_trace(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, size_t size)
3633 {
3634         void *ret;
3635
3636         ret = slab_alloc(cachep, flags, _RET_IP_);
3637
3638         trace_kmalloc(_RET_IP_, ret,
3639                       size, cachep->size, flags);
3640         return ret;
3641 }
3642 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_trace);
3643 #endif
3644
3645 #ifdef CONFIG_NUMA
3646 void *kmem_cache_alloc_node(struct kmem_cache *cachep, gfp_t flags, int nodeid)
3647 {
3648         void *ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3649
3650         trace_kmem_cache_alloc_node(_RET_IP_, ret,
3651                                     cachep->object_size, cachep->size,
3652                                     flags, nodeid);
3653
3654         return ret;
3655 }
3656 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node);
3657
3658 #ifdef CONFIG_TRACING
3659 void *kmem_cache_alloc_node_trace(struct kmem_cache *cachep,
3660                                   gfp_t flags,
3661                                   int nodeid,
3662                                   size_t size)
3663 {
3664         void *ret;
3665
3666         ret = slab_alloc_node(cachep, flags, nodeid, _RET_IP_);
3667
3668         trace_kmalloc_node(_RET_IP_, ret,
3669                            size, cachep->size,
3670                            flags, nodeid);
3671         return ret;
3672 }
3673 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_alloc_node_trace);
3674 #endif
3675
3676 static __always_inline void *
3677 __do_kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node, unsigned long caller)
3678 {
3679         struct kmem_cache *cachep;
3680
3681         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3682         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3683                 return cachep;
3684         return kmem_cache_alloc_node_trace(cachep, flags, node, size);
3685 }
3686
3687 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3688 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3689 {
3690         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, _RET_IP_);
3691 }
3692 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3693
3694 void *__kmalloc_node_track_caller(size_t size, gfp_t flags,
3695                 int node, unsigned long caller)
3696 {
3697         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, caller);
3698 }
3699 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node_track_caller);
3700 #else
3701 void *__kmalloc_node(size_t size, gfp_t flags, int node)
3702 {
3703         return __do_kmalloc_node(size, flags, node, 0);
3704 }
3705 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_node);
3706 #endif /* CONFIG_DEBUG_SLAB || CONFIG_TRACING */
3707 #endif /* CONFIG_NUMA */
3708
3709 /**
3710  * __do_kmalloc - allocate memory
3711  * @size: how many bytes of memory are required.
3712  * @flags: the type of memory to allocate (see kmalloc).
3713  * @caller: function caller for debug tracking of the caller
3714  */
3715 static __always_inline void *__do_kmalloc(size_t size, gfp_t flags,
3716                                           unsigned long caller)
3717 {
3718         struct kmem_cache *cachep;
3719         void *ret;
3720
3721         /* If you want to save a few bytes .text space: replace
3722          * __ with kmem_.
3723          * Then kmalloc uses the uninlined functions instead of the inline
3724          * functions.
3725          */
3726         cachep = kmalloc_slab(size, flags);
3727         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(cachep)))
3728                 return cachep;
3729         ret = slab_alloc(cachep, flags, caller);
3730
3731         trace_kmalloc(caller, ret,
3732                       size, cachep->size, flags);
3733
3734         return ret;
3735 }
3736
3737
3738 #if defined(CONFIG_DEBUG_SLAB) || defined(CONFIG_TRACING)
3739 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3740 {
3741         return __do_kmalloc(size, flags, _RET_IP_);
3742 }
3743 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3744
3745 void *__kmalloc_track_caller(size_t size, gfp_t flags, unsigned long caller)
3746 {
3747         return __do_kmalloc(size, flags, caller);
3748 }
3749 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc_track_caller);
3750
3751 #else
3752 void *__kmalloc(size_t size, gfp_t flags)
3753 {
3754         return __do_kmalloc(size, flags, 0);
3755 }
3756 EXPORT_SYMBOL(__kmalloc);
3757 #endif
3758
3759 /**
3760  * kmem_cache_free - Deallocate an object
3761  * @cachep: The cache the allocation was from.
3762  * @objp: The previously allocated object.
3763  *
3764  * Free an object which was previously allocated from this
3765  * cache.
3766  */
3767 void kmem_cache_free(struct kmem_cache *cachep, void *objp)
3768 {
3769         unsigned long flags;
3770         cachep = cache_from_obj(cachep, objp);
3771         if (!cachep)
3772                 return;
3773
3774         local_irq_save(flags);
3775         debug_check_no_locks_freed(objp, cachep->object_size);
3776         if (!(cachep->flags & SLAB_DEBUG_OBJECTS))
3777                 debug_check_no_obj_freed(objp, cachep->object_size);
3778         __cache_free(cachep, objp, _RET_IP_);
3779         local_irq_restore(flags);
3780
3781         trace_kmem_cache_free(_RET_IP_, objp);
3782 }
3783 EXPORT_SYMBOL(kmem_cache_free);
3784
3785 /**
3786  * kfree - free previously allocated memory
3787  * @objp: pointer returned by kmalloc.
3788  *
3789  * If @objp is NULL, no operation is performed.
3790  *
3791  * Don't free memory not originally allocated by kmalloc()
3792  * or you will run into trouble.
3793  */
3794 void kfree(const void *objp)
3795 {
3796         struct kmem_cache *c;
3797         unsigned long flags;
3798
3799         trace_kfree(_RET_IP_, objp);
3800
3801         if (unlikely(ZERO_OR_NULL_PTR(objp)))
3802                 return;
3803         local_irq_save(flags);
3804         kfree_debugcheck(objp);
3805         c = virt_to_cache(objp);
3806         debug_check_no_locks_freed(objp, c->object_size);
3807
3808         debug_check_no_obj_freed(objp, c->object_size);
3809         __cache_free(c, (void *)objp, _RET_IP_);
3810         local_irq_restore(flags);
3811 }
3812 EXPORT_SYMBOL(kfree);
3813
3814 /*
3815  * This initializes kmem_cache_node or resizes various caches for all nodes.
3816  */
3817 static int alloc_kmemlist(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3818 {
3819         int node;
3820         struct kmem_cache_node *n;
3821         struct array_cache *new_shared;
3822         struct array_cache **new_alien = NULL;
3823
3824         for_each_online_node(node) {
3825
3826                 if (use_alien_caches) {
3827                         new_alien = alloc_alien_cache(node, cachep->limit, gfp);
3828                         if (!new_alien)
3829                                 goto fail;
3830                 }
3831
3832                 new_shared = NULL;
3833                 if (cachep->shared) {
3834                         new_shared = alloc_arraycache(node,
3835                                 cachep->shared*cachep->batchcount,
3836                                         0xbaadf00d, gfp);
3837                         if (!new_shared) {
3838                                 free_alien_cache(new_alien);
3839                                 goto fail;
3840                         }
3841                 }
3842
3843                 n = cachep->node[node];
3844                 if (n) {
3845                         struct array_cache *shared = n->shared;
3846
3847                         spin_lock_irq(&n->list_lock);
3848
3849                         if (shared)
3850                                 free_block(cachep, shared->entry,
3851                                                 shared->avail, node);
3852
3853                         n->shared = new_shared;
3854                         if (!n->alien) {
3855                                 n->alien = new_alien;
3856                                 new_alien = NULL;
3857                         }
3858                         n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3859                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3860                         spin_unlock_irq(&n->list_lock);
3861                         kfree(shared);
3862                         free_alien_cache(new_alien);
3863                         continue;
3864                 }
3865                 n = kmalloc_node(sizeof(struct kmem_cache_node), gfp, node);
3866                 if (!n) {
3867                         free_alien_cache(new_alien);
3868                         kfree(new_shared);
3869                         goto fail;
3870                 }
3871
3872                 kmem_cache_node_init(n);
3873                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3 +
3874                                 ((unsigned long)cachep) % REAPTIMEOUT_LIST3;
3875                 n->shared = new_shared;
3876                 n->alien = new_alien;
3877                 n->free_limit = (1 + nr_cpus_node(node)) *
3878                                         cachep->batchcount + cachep->num;
3879                 cachep->node[node] = n;
3880         }
3881         return 0;
3882
3883 fail:
3884         if (!cachep->list.next) {
3885                 /* Cache is not active yet. Roll back what we did */
3886                 node--;
3887                 while (node >= 0) {
3888                         if (cachep->node[node]) {
3889                                 n = cachep->node[node];
3890
3891                                 kfree(n->shared);
3892                                 free_alien_cache(n->alien);
3893                                 kfree(n);
3894                                 cachep->node[node] = NULL;
3895                         }
3896                         node--;
3897                 }
3898         }
3899         return -ENOMEM;
3900 }
3901
3902 struct ccupdate_struct {
3903         struct kmem_cache *cachep;
3904         struct array_cache *new[0];
3905 };
3906
3907 static void do_ccupdate_local(void *info)
3908 {
3909         struct ccupdate_struct *new = info;
3910         struct array_cache *old;
3911
3912         check_irq_off();
3913         old = cpu_cache_get(new->cachep);
3914
3915         new->cachep->array[smp_processor_id()] = new->new[smp_processor_id()];
3916         new->new[smp_processor_id()] = old;
3917 }
3918
3919 /* Always called with the slab_mutex held */
3920 static int __do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3921                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3922 {
3923         struct ccupdate_struct *new;
3924         int i;
3925
3926         new = kzalloc(sizeof(*new) + nr_cpu_ids * sizeof(struct array_cache *),
3927                       gfp);
3928         if (!new)
3929                 return -ENOMEM;
3930
3931         for_each_online_cpu(i) {
3932                 new->new[i] = alloc_arraycache(cpu_to_mem(i), limit,
3933                                                 batchcount, gfp);
3934                 if (!new->new[i]) {
3935                         for (i--; i >= 0; i--)
3936                                 kfree(new->new[i]);
3937                         kfree(new);
3938                         return -ENOMEM;
3939                 }
3940         }
3941         new->cachep = cachep;
3942
3943         on_each_cpu(do_ccupdate_local, (void *)new, 1);
3944
3945         check_irq_on();
3946         cachep->batchcount = batchcount;
3947         cachep->limit = limit;
3948         cachep->shared = shared;
3949
3950         for_each_online_cpu(i) {
3951                 struct array_cache *ccold = new->new[i];
3952                 if (!ccold)
3953                         continue;
3954                 spin_lock_irq(&cachep->node[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3955                 free_block(cachep, ccold->entry, ccold->avail, cpu_to_mem(i));
3956                 spin_unlock_irq(&cachep->node[cpu_to_mem(i)]->list_lock);
3957                 kfree(ccold);
3958         }
3959         kfree(new);
3960         return alloc_kmemlist(cachep, gfp);
3961 }
3962
3963 static int do_tune_cpucache(struct kmem_cache *cachep, int limit,
3964                                 int batchcount, int shared, gfp_t gfp)
3965 {
3966         int ret;
3967         struct kmem_cache *c = NULL;
3968         int i = 0;
3969
3970         ret = __do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
3971
3972         if (slab_state < FULL)
3973                 return ret;
3974
3975         if ((ret < 0) || !is_root_cache(cachep))
3976                 return ret;
3977
3978         VM_BUG_ON(!mutex_is_locked(&slab_mutex));
3979         for_each_memcg_cache_index(i) {
3980                 c = cache_from_memcg(cachep, i);
3981                 if (c)
3982                         /* return value determined by the parent cache only */
3983                         __do_tune_cpucache(c, limit, batchcount, shared, gfp);
3984         }
3985
3986         return ret;
3987 }
3988
3989 /* Called with slab_mutex held always */
3990 static int enable_cpucache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
3991 {
3992         int err;
3993         int limit = 0;
3994         int shared = 0;
3995         int batchcount = 0;
3996
3997         if (!is_root_cache(cachep)) {
3998                 struct kmem_cache *root = memcg_root_cache(cachep);
3999                 limit = root->limit;
4000                 shared = root->shared;
4001                 batchcount = root->batchcount;
4002         }
4003
4004         if (limit && shared && batchcount)
4005                 goto skip_setup;
4006         /*
4007          * The head array serves three purposes:
4008          * - create a LIFO ordering, i.e. return objects that are cache-warm
4009          * - reduce the number of spinlock operations.
4010          * - reduce the number of linked list operations on the slab and
4011          *   bufctl chains: array operations are cheaper.
4012          * The numbers are guessed, we should auto-tune as described by
4013          * Bonwick.
4014          */
4015         if (cachep->size > 131072)
4016                 limit = 1;
4017         else if (cachep->size > PAGE_SIZE)
4018                 limit = 8;
4019         else if (cachep->size > 1024)
4020                 limit = 24;
4021         else if (cachep->size > 256)
4022                 limit = 54;
4023         else
4024                 limit = 120;
4025
4026         /*
4027          * CPU bound tasks (e.g. network routing) can exhibit cpu bound
4028          * allocation behaviour: Most allocs on one cpu, most free operations
4029          * on another cpu. For these cases, an efficient object passing between
4030          * cpus is necessary. This is provided by a shared array. The array
4031          * replaces Bonwick's magazine layer.
4032          * On uniprocessor, it's functionally equivalent (but less efficient)
4033          * to a larger limit. Thus disabled by default.
4034          */
4035         shared = 0;
4036         if (cachep->size <= PAGE_SIZE && num_possible_cpus() > 1)
4037                 shared = 8;
4038
4039 #if DEBUG
4040         /*
4041          * With debugging enabled, large batchcount lead to excessively long
4042          * periods with disabled local interrupts. Limit the batchcount
4043          */
4044         if (limit > 32)
4045                 limit = 32;
4046 #endif
4047         batchcount = (limit + 1) / 2;
4048 skip_setup:
4049         err = do_tune_cpucache(cachep, limit, batchcount, shared, gfp);
4050         if (err)
4051                 printk(KERN_ERR "enable_cpucache failed for %s, error %d.\n",
4052                        cachep->name, -err);
4053         return err;
4054 }
4055
4056 /*
4057  * Drain an array if it contains any elements taking the node lock only if
4058  * necessary. Note that the node listlock also protects the array_cache
4059  * if drain_array() is used on the shared array.
4060  */
4061 static void drain_array(struct kmem_cache *cachep, struct kmem_cache_node *n,
4062                          struct array_cache *ac, int force, int node)
4063 {
4064         int tofree;
4065
4066         if (!ac || !ac->avail)
4067                 return;
4068         if (ac->touched && !force) {
4069                 ac->touched = 0;
4070         } else {
4071                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4072                 if (ac->avail) {
4073                         tofree = force ? ac->avail : (ac->limit + 4) / 5;
4074                         if (tofree > ac->avail)
4075                                 tofree = (ac->avail + 1) / 2;
4076                         free_block(cachep, ac->entry, tofree, node);
4077                         ac->avail -= tofree;
4078                         memmove(ac->entry, &(ac->entry[tofree]),
4079                                 sizeof(void *) * ac->avail);
4080                 }
4081                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4082         }
4083 }
4084
4085 /**
4086  * cache_reap - Reclaim memory from caches.
4087  * @w: work descriptor
4088  *
4089  * Called from workqueue/eventd every few seconds.
4090  * Purpose:
4091  * - clear the per-cpu caches for this CPU.
4092  * - return freeable pages to the main free memory pool.
4093  *
4094  * If we cannot acquire the cache chain mutex then just give up - we'll try
4095  * again on the next iteration.
4096  */
4097 static void cache_reap(struct work_struct *w)
4098 {
4099         struct kmem_cache *searchp;
4100         struct kmem_cache_node *n;
4101         int node = numa_mem_id();
4102         struct delayed_work *work = to_delayed_work(w);
4103
4104         if (!mutex_trylock(&slab_mutex))
4105                 /* Give up. Setup the next iteration. */
4106                 goto out;
4107
4108         list_for_each_entry(searchp, &slab_caches, list) {
4109                 check_irq_on();
4110
4111                 /*
4112                  * We only take the node lock if absolutely necessary and we
4113                  * have established with reasonable certainty that
4114                  * we can do some work if the lock was obtained.
4115                  */
4116                 n = searchp->node[node];
4117
4118                 reap_alien(searchp, n);
4119
4120                 drain_array(searchp, n, cpu_cache_get(searchp), 0, node);
4121
4122                 /*
4123                  * These are racy checks but it does not matter
4124                  * if we skip one check or scan twice.
4125                  */
4126                 if (time_after(n->next_reap, jiffies))
4127                         goto next;
4128
4129                 n->next_reap = jiffies + REAPTIMEOUT_LIST3;
4130
4131                 drain_array(searchp, n, n->shared, 0, node);
4132
4133                 if (n->free_touched)
4134                         n->free_touched = 0;
4135                 else {
4136                         int freed;
4137
4138                         freed = drain_freelist(searchp, n, (n->free_limit +
4139                                 5 * searchp->num - 1) / (5 * searchp->num));
4140                         STATS_ADD_REAPED(searchp, freed);
4141                 }
4142 next:
4143                 cond_resched();
4144         }
4145         check_irq_on();
4146         mutex_unlock(&slab_mutex);
4147         next_reap_node();
4148 out:
4149         /* Set up the next iteration */
4150         schedule_delayed_work(work, round_jiffies_relative(REAPTIMEOUT_CPUC));
4151 }
4152
4153 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4154 void get_slabinfo(struct kmem_cache *cachep, struct slabinfo *sinfo)
4155 {
4156         struct slab *slabp;
4157         unsigned long active_objs;
4158         unsigned long num_objs;
4159         unsigned long active_slabs = 0;
4160         unsigned long num_slabs, free_objects = 0, shared_avail = 0;
4161         const char *name;
4162         char *error = NULL;
4163         int node;
4164         struct kmem_cache_node *n;
4165
4166         active_objs = 0;
4167         num_slabs = 0;
4168         for_each_online_node(node) {
4169                 n = cachep->node[node];
4170                 if (!n)
4171                         continue;
4172
4173                 check_irq_on();
4174                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4175
4176                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_full, list) {
4177                         if (slabp->inuse != cachep->num && !error)
4178                                 error = "slabs_full accounting error";
4179                         active_objs += cachep->num;
4180                         active_slabs++;
4181                 }
4182                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_partial, list) {
4183                         if (slabp->inuse == cachep->num && !error)
4184                                 error = "slabs_partial inuse accounting error";
4185                         if (!slabp->inuse && !error)
4186                                 error = "slabs_partial/inuse accounting error";
4187                         active_objs += slabp->inuse;
4188                         active_slabs++;
4189                 }
4190                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_free, list) {
4191                         if (slabp->inuse && !error)
4192                                 error = "slabs_free/inuse accounting error";
4193                         num_slabs++;
4194                 }
4195                 free_objects += n->free_objects;
4196                 if (n->shared)
4197                         shared_avail += n->shared->avail;
4198
4199                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4200         }
4201         num_slabs += active_slabs;
4202         num_objs = num_slabs * cachep->num;
4203         if (num_objs - active_objs != free_objects && !error)
4204                 error = "free_objects accounting error";
4205
4206         name = cachep->name;
4207         if (error)
4208                 printk(KERN_ERR "slab: cache %s error: %s\n", name, error);
4209
4210         sinfo->active_objs = active_objs;
4211         sinfo->num_objs = num_objs;
4212         sinfo->active_slabs = active_slabs;
4213         sinfo->num_slabs = num_slabs;
4214         sinfo->shared_avail = shared_avail;
4215         sinfo->limit = cachep->limit;
4216         sinfo->batchcount = cachep->batchcount;
4217         sinfo->shared = cachep->shared;
4218         sinfo->objects_per_slab = cachep->num;
4219         sinfo->cache_order = cachep->gfporder;
4220 }
4221
4222 void slabinfo_show_stats(struct seq_file *m, struct kmem_cache *cachep)
4223 {
4224 #if STATS
4225         {                       /* node stats */
4226                 unsigned long high = cachep->high_mark;
4227                 unsigned long allocs = cachep->num_allocations;
4228                 unsigned long grown = cachep->grown;
4229                 unsigned long reaped = cachep->reaped;
4230                 unsigned long errors = cachep->errors;
4231                 unsigned long max_freeable = cachep->max_freeable;
4232                 unsigned long node_allocs = cachep->node_allocs;
4233                 unsigned long node_frees = cachep->node_frees;
4234                 unsigned long overflows = cachep->node_overflow;
4235
4236                 seq_printf(m, " : globalstat %7lu %6lu %5lu %4lu "
4237                            "%4lu %4lu %4lu %4lu %4lu",
4238                            allocs, high, grown,
4239                            reaped, errors, max_freeable, node_allocs,
4240                            node_frees, overflows);
4241         }
4242         /* cpu stats */
4243         {
4244                 unsigned long allochit = atomic_read(&cachep->allochit);
4245                 unsigned long allocmiss = atomic_read(&cachep->allocmiss);
4246                 unsigned long freehit = atomic_read(&cachep->freehit);
4247                 unsigned long freemiss = atomic_read(&cachep->freemiss);
4248
4249                 seq_printf(m, " : cpustat %6lu %6lu %6lu %6lu",
4250                            allochit, allocmiss, freehit, freemiss);
4251         }
4252 #endif
4253 }
4254
4255 #define MAX_SLABINFO_WRITE 128
4256 /**
4257  * slabinfo_write - Tuning for the slab allocator
4258  * @file: unused
4259  * @buffer: user buffer
4260  * @count: data length
4261  * @ppos: unused
4262  */
4263 ssize_t slabinfo_write(struct file *file, const char __user *buffer,
4264                        size_t count, loff_t *ppos)
4265 {
4266         char kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE + 1], *tmp;
4267         int limit, batchcount, shared, res;
4268         struct kmem_cache *cachep;
4269
4270         if (count > MAX_SLABINFO_WRITE)
4271                 return -EINVAL;
4272         if (copy_from_user(&kbuf, buffer, count))
4273                 return -EFAULT;
4274         kbuf[MAX_SLABINFO_WRITE] = '\0';
4275
4276         tmp = strchr(kbuf, ' ');
4277         if (!tmp)
4278                 return -EINVAL;
4279         *tmp = '\0';
4280         tmp++;
4281         if (sscanf(tmp, " %d %d %d", &limit, &batchcount, &shared) != 3)
4282                 return -EINVAL;
4283
4284         /* Find the cache in the chain of caches. */
4285         mutex_lock(&slab_mutex);
4286         res = -EINVAL;
4287         list_for_each_entry(cachep, &slab_caches, list) {
4288                 if (!strcmp(cachep->name, kbuf)) {
4289                         if (limit < 1 || batchcount < 1 ||
4290                                         batchcount > limit || shared < 0) {
4291                                 res = 0;
4292                         } else {
4293                                 res = do_tune_cpucache(cachep, limit,
4294                                                        batchcount, shared,
4295                                                        GFP_KERNEL);
4296                         }
4297                         break;
4298                 }
4299         }
4300         mutex_unlock(&slab_mutex);
4301         if (res >= 0)
4302                 res = count;
4303         return res;
4304 }
4305
4306 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4307
4308 static void *leaks_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
4309 {
4310         mutex_lock(&slab_mutex);
4311         return seq_list_start(&slab_caches, *pos);
4312 }
4313
4314 static inline int add_caller(unsigned long *n, unsigned long v)
4315 {
4316         unsigned long *p;
4317         int l;
4318         if (!v)
4319                 return 1;
4320         l = n[1];
4321         p = n + 2;
4322         while (l) {
4323                 int i = l/2;
4324                 unsigned long *q = p + 2 * i;
4325                 if (*q == v) {
4326                         q[1]++;
4327                         return 1;
4328                 }
4329                 if (*q > v) {
4330                         l = i;
4331                 } else {
4332                         p = q + 2;
4333                         l -= i + 1;
4334                 }
4335         }
4336         if (++n[1] == n[0])
4337                 return 0;
4338         memmove(p + 2, p, n[1] * 2 * sizeof(unsigned long) - ((void *)p - (void *)n));
4339         p[0] = v;
4340         p[1] = 1;
4341         return 1;
4342 }
4343
4344 static void handle_slab(unsigned long *n, struct kmem_cache *c, struct slab *s)
4345 {
4346         void *p;
4347         int i;
4348         if (n[0] == n[1])
4349                 return;
4350         for (i = 0, p = s->s_mem; i < c->num; i++, p += c->size) {
4351                 if (slab_bufctl(s)[i] != BUFCTL_ACTIVE)
4352                         continue;
4353                 if (!add_caller(n, (unsigned long)*dbg_userword(c, p)))
4354                         return;
4355         }
4356 }
4357
4358 static void show_symbol(struct seq_file *m, unsigned long address)
4359 {
4360 #ifdef CONFIG_KALLSYMS
4361         unsigned long offset, size;
4362         char modname[MODULE_NAME_LEN], name[KSYM_NAME_LEN];
4363
4364         if (lookup_symbol_attrs(address, &size, &offset, modname, name) == 0) {
4365                 seq_printf(m, "%s+%#lx/%#lx", name, offset, size);
4366                 if (modname[0])
4367                         seq_printf(m, " [%s]", modname);
4368                 return;
4369         }
4370 #endif
4371         seq_printf(m, "%p", (void *)address);
4372 }
4373
4374 static int leaks_show(struct seq_file *m, void *p)
4375 {
4376         struct kmem_cache *cachep = list_entry(p, struct kmem_cache, list);
4377         struct slab *slabp;
4378         struct kmem_cache_node *n;
4379         const char *name;
4380         unsigned long *x = m->private;
4381         int node;
4382         int i;
4383
4384         if (!(cachep->flags & SLAB_STORE_USER))
4385                 return 0;
4386         if (!(cachep->flags & SLAB_RED_ZONE))
4387                 return 0;
4388
4389         /* OK, we can do it */
4390
4391         x[1] = 0;
4392
4393         for_each_online_node(node) {
4394                 n = cachep->node[node];
4395                 if (!n)
4396                         continue;
4397
4398                 check_irq_on();
4399                 spin_lock_irq(&n->list_lock);
4400
4401                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_full, list)
4402                         handle_slab(x, cachep, slabp);
4403                 list_for_each_entry(slabp, &n->slabs_partial, list)
4404                         handle_slab(x, cachep, slabp);
4405                 spin_unlock_irq(&n->list_lock);
4406         }
4407         name = cachep->name;
4408         if (x[0] == x[1]) {
4409                 /* Increase the buffer size */
4410                 mutex_unlock(&slab_mutex);
4411                 m->private = kzalloc(x[0] * 4 * sizeof(unsigned long), GFP_KERNEL);
4412                 if (!m->private) {
4413                         /* Too bad, we are really out */
4414                         m->private = x;
4415                         mutex_lock(&slab_mutex);
4416                         return -ENOMEM;
4417                 }
4418                 *(unsigned long *)m->private = x[0] * 2;
4419                 kfree(x);
4420                 mutex_lock(&slab_mutex);
4421                 /* Now make sure this entry will be retried */
4422                 m->count = m->size;
4423                 return 0;
4424         }
4425         for (i = 0; i < x[1]; i++) {
4426                 seq_printf(m, "%s: %lu ", name, x[2*i+3]);
4427                 show_symbol(m, x[2*i+2]);
4428                 seq_putc(m, '\n');
4429         }
4430
4431         return 0;
4432 }
4433
4434 static void *s_next(struct seq_file *m, void *p, loff_t *pos)
4435 {
4436         return seq_list_next(p, &slab_caches, pos);
4437 }
4438
4439 static void s_stop(struct seq_file *m, void *p)
4440 {
4441         mutex_unlock(&slab_mutex);
4442 }
4443
4444 static const struct seq_operations slabstats_op = {
4445         .start = leaks_start,
4446         .next = s_next,
4447         .stop = s_stop,
4448         .show = leaks_show,
4449 };
4450
4451 static int slabstats_open(struct inode *inode, struct file *file)
4452 {
4453         unsigned long *n = kzalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
4454         int ret = -ENOMEM;
4455         if (n) {
4456                 ret = seq_open(file, &slabstats_op);
4457                 if (!ret) {
4458                         struct seq_file *m = file->private_data;
4459                         *n = PAGE_SIZE / (2 * sizeof(unsigned long));
4460                         m->private = n;
4461                         n = NULL;
4462                 }
4463                 kfree(n);
4464         }
4465         return ret;
4466 }
4467
4468 static const struct file_operations proc_slabstats_operations = {
4469         .open           = slabstats_open,
4470         .read           = seq_read,
4471         .llseek         = seq_lseek,
4472         .release        = seq_release_private,
4473 };
4474 #endif
4475
4476 static int __init slab_proc_init(void)
4477 {
4478 #ifdef CONFIG_DEBUG_SLAB_LEAK
4479         proc_create("slab_allocators", 0, NULL, &proc_slabstats_operations);
4480 #endif
4481         return 0;
4482 }
4483 module_init(slab_proc_init);
4484 #endif
4485
4486 /**
4487  * ksize - get the actual amount of memory allocated for a given object
4488  * @objp: Pointer to the object
4489  *
4490  * kmalloc may internally round up allocations and return more memory
4491  * than requested. ksize() can be used to determine the actual amount of
4492  * memory allocated. The caller may use this additional memory, even though
4493  * a smaller amount of memory was initially specified with the kmalloc call.
4494  * The caller must guarantee that objp points to a valid object previously
4495  * allocated with either kmalloc() or kmem_cache_alloc(). The object
4496  * must not be freed during the duration of the call.
4497  */
4498 size_t ksize(const void *objp)
4499 {
4500         BUG_ON(!objp);
4501         if (unlikely(objp == ZERO_SIZE_PTR))
4502                 return 0;
4503
4504         return virt_to_cache(objp)->object_size;
4505 }
4506 EXPORT_SYMBOL(ksize);